Что такое фундамент здания от чего зависит глубина его заложения

Какая должна быть глубина заложения фундамента?

Глубина заложения фундамента — проектируемая величина, которая зависит от типа здания или сооружения, климатической зоны, грунтов на участке и уровня залегания подземных вод. На эту величину также оказывает влияние конструкция здания (с подвалом или без), принцип его использования (с отоплением или без), этажность и масса.

Если говорить предметно, это та величина, на которую нужно будет закопать фундамент, для того чтобы он обеспечивал стабильную опору для сооружения. Бывают они двух видов:

• глубокого заложения;
• мелкого заложения или незаглубленные.

Типы ленточных фундаментов по глубине заглубления

Согласно нормам строительства для того чтобы противостоять силам морозного пучения, подошву необходимо заглублять на 15-20 см ниже уровня промерзания для грунта. При выполнении этого условия фундамент называют «глубокого заложения» или «заглубленный».

При глубине промерзания больше 2 метров проведение земляных работ имеет очень большие объемы, велик также расход материалов и очень высока цена. В этом случае рассматривают другие типы фундаментов — свайные или свайно-ростверковые, а также возможность заложения выше нормативной точки промерзания. Но это возможно только при наличии грунтов с нормальной несущей способностью, обязательном утеплении цоколя и фундамента, а также при устройстве утепленной отмостки. В этом случае глубина заложения уменьшается в разы и обычно составляет менее метра.

Иногда фундамент заливают прямо на поверхности. Это — вариант для хозпостроек, причем, скорее всего из древесины. Только она в таких условиях способна компенсировать возникающие перекосы.

Что такое глубина заложения фундамента

Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.

Первым делом вы должны определиться с местом для дома на участке

Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.

Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.

Исследуем геологию своими руками

Для проверки геологического строения грунтов своими руками вооружаемся лопатой. Во всех пяти точках — под углами будущего строения и в середине — придется копать глубокие ямы. Размер: метр на метр, глубина — не менее 2,5 м. Стенки делаем ровные (хотя бы относительно). Выкопав яму, берем рулетку и листок бумаги, замеряем и записываем слои.

Чтобы исследовать грунт под фудамент самостоятельно, нужно будет копать подобные шурфы на глубину порядка 2,5 метров

Что можно увидеть в разрезе:

Часто сложности возникают при попытках различить глиносодержащие грунты. Иногда достаточно только на них посмотреть: если преобладает песок и имеются вкрапления глины — перед вам супесь. Если преобладает глина, но есть и песок — это суглинок. Ну а глина не содержит никаких вкраплений, копается тяжело.

Есть еще один метод, который поможет вам удостоверится насколько правильно вы определили грунт. Для этого из увлаженного грунта скатывают руками валик (между ладонями, как когда-то в детском саду) и сгибают его в бублик. Если все рассыпалось — это малопластичный суглинок, если развалилось на куски — пластичный суглинок, если осталось целым — глина.

Определившись с тем, какие грунты у вас находятся на выбранном участке, можно приступать к выбору типа фундамента.

Глубина заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод

Все особенности проектирования описаны в СНиП 2.02.01-83*. Обобщенно все можно свести к следующим рекомендациям:

• При планировании на скальных, песчаных крупной и средней крупности, гравелистых, крупнообломочных с песчаным заполнителем грунтах глубина залегания фундамента от уровня расположения подземных вод не зависит.
• Если под подошвой фундамента находятся мелкие или пылеватые пески, то при уровне подземных вод расположенных на 2 метра ниже уровня промерзания грунта, глубина заложения фундамента может быть любой. Если воды находятся выше этой отметки, то закладывать фундамент нужно ниже уровня промерзания.
• Если под подошвой находится будут глины, суглинки, крупнообломочные грунты с пылеватым или глинистым заполнителем, то фундамент однозначно должен быть ниже уровня промерзания (от уровня подземных вод не зависит).

Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод

Как видите, в основном уровень заложения фундамента фундамента определяется наличием подземных вод и тем, насколько сильно промерзают грунты в регионе. Именно морозное пучение становится причиной проблем с фундаментами (или изменение уровня грунтовых вод).

Глубина промерзания грунтов

Чтобы примерно определить до какого уровня промерзают грунты в вашем регионе, достаточно взглянуть на расположенную ниже карту.

По этой карте можно примерно определить уровень промерзания грунтов в регионе

Но это — усредненные данные, так что для конкретной точки определить значение можно с очень большой погрешностью. Для пытливых умов приведем методику расчета глубины промерзания грунта в любой местности. Вам нужно будет знать только средние температуры за зимние месяцы (те, в которых среднемесячная температура имеет отрицательные значения). Можете посчитать сами, формула и пример расчета выложены ниже.

Формула расчета глубины промерзания

D_fn — глубина промерзания в данном регионе,

Do — коэффициент, учитывающий типы грунта:

• для крупнообломочных грунтов он равен 0,34;
• для песков с хорошей несущей способностью 0,3;
• для сыпучих песков 0,28;
• для глин и суглинков он равен 0,23;

M_t — сумма среднемесячных отрицательных температур за зиму в вашем районе. Находите статистику службы метрологии по вашему региону. Выбираете месяца, в которых среднемесячная температура ниже нуля, складываете их, находите квадратный корень (есть функция на любом калькуляторе). Результат подставляете в формулу.

Например, собираемся строиться на глине. Средние зимние температуры в регионе: -2°C, -12°C, -15°C, -10C, -4°C.

Расчет промерзания грунта будет таким:

1. M_t=2+12+15+10+4=43, находим квадратный корень из 43, он равен 6,6;
2. D_fn= 0,23*6,6= 1,52 м.

Получили, что расчетная глубина промерзания по заданным параметрам: 1,52 м. Это еще не все, учесть нужно будет ли отопление, и, если будет, какие температуры будут поддерживаться в нем.

Если здание неотапливаемое (баня, дача, стройка будет идти несколько лет), применяют повышающий коэффициент 1,1, который создаст запас прочности. В этом случае глубина заложения фундамента 1,52 м * 1,1 = 1,7 м.

Если здание будет отапливаться, грунт тоже будет получать порцию своего тепла и промерзать будет меньше. Потому при наличии отопления коэффициенты понижающие. Их можно взять из таблицы.

Коэффициенты, учитывающие наличие отопления в здании. Получается, чем теплее в доме, тем на меньшую глубину нужно заглублять фундамент

Итак, если в помещениях будет постоянно поддерживаться температура выше +20°С, полы с утеплением, то глубина заложения фундамента будет 1,52 м * 0,7 = 1,064 м. Это уже меньшие затраты, чем углубляться на 1,52 м.

В таблицах и на картах приведен средний уровень за последние 10 лет. Вообще, наверное, в расчетах стоит использовать данные за самую холодную зиму, которая была за последние 10 лет. Аномально холодные и бесснежные зимы бывают примерно с такой периодичностью. И при расчетах желательно ориентироваться на них. Ведь вас мало успокоит, если отстояв 9 лет, на 10-й ваш фундамент даст трещину из-за слишком холодной зимы.

На какую глубину копать фундамент

Вооружившись этими цифрами и результатами исследования участка, нужно подобрать несколько вариантов фундаментов. Самые популярные — ленточный и столбчатый или свайный. Большинство специалистов сходится во мнении, что при нормальной несущей способности грунта их подошва должна находиться на 15-20 см ниже глубины промерзания. Как ее посчитать, мы рассказали выше.

Глубина заложения фундамента — это уровень, на который необходимо углубить фундамен

При этом учитывайте следующие рекомендации:

• Опираться подошва должна на грунт с хорошей несущей способностью.
• Фундамент должен погружаться в несущий слой минимум на 10-15 см.
• Желательно чтобы грунтовые воды располагались ниже. В противном случае необходимо принимать меры по отведению воды или понижению их уровня, а это требует очень больших средств.
• Если несущий грунт находится слишком глубоко, стоит рассмотреть вариант свайного фундамента.

Выбрав несколько типов фундамента, определив для них глубину заложения, проводят ориентировочный подсчет стоимости каждого. Выбирают тот, который будет экономичнее.

Еще обратите внимание, что для уменьшения глубины заложения фундамента можно применять утепленную отмостку. При строительстве ленточного фундамента мелкого заложения отмостка обязательна.

Мелкозаглубленный фундамент

Иногда фундамент глубокого заложения строит очень дорого. Тогда рассматривают свайный (свайно-ростверковый) или фундаменты мелкого заложения (мелкозаглубленные). Их еще называют «плавающими». Их только два вида — это монолитная плита и лента.

Плитный фундамент считается самым надежным и легко предсказуемым. У него такая конструкция, что она может получить значительные повреждения только при грубых просчетах при проектировании. Тем не менее, и его можно испортить.

Тем не менее, застройщики плитные фундаменты не любят: они считаются дорогими. На них уходит много материала (в основном арматуры) и времени (на вязку той же арматуры). Но иногда плитный фундамент получается дешевле ленточного глубокого заложения или даже свайного. Так что не сбрасывайте его сразу со счетов. Он бывает оптимальным, если строить хотят тяжелое здание на пучнистых или сыпучих грунтах.

Фундамент мелкого заложения

Мелкозаглубленная лента может иметь глубину от 60 см. При этом она должна опираться на грунт с нормальной несущей способностью. Если глубина плодородного слоя больше, то глубина заложения ленточного фундамента увеличивается.

С ленточными фундаментами мелкого заложения под легкие здания все очень просто: они работают хорошо. Комбинация со срубом из бревна или бруса — это экономный и в то же время надежный вариант. Если и случаются перегибы ленты, то упругая древесина отлично с ними справляется. Почти также хорошо себя на такой основе чувствует себя каркасный дом.

Более внимательно нужно просчитывать если на мелкозаглубленном ленточном фундаменте собираются строить задние из легких строительных блоков (газобетона, пенобетона, и т.п.). Они на изменения геометрии реагируют не самым лучшим образом. Тут нужна консультация опытного и, обязательно, компетентного специалиста с большим опытом.

Строение плитного фундамента

А вот под тяжелый дом мелокзаглубленный ленточный фундамент ставить невыгодно. Чтобы передать всю нагрузку, его нужно делать очень широким. В этом случае, скорее всего, дешевле будет плитный.

Как работает мелкозаглубленый фундамент

Этот тип используется тогда, когда бороться с силами пучения слишком дорого и не имеет смысла. В случае с фундаментами мелкого заложения с ними и не борются. Их, можно сказать, игнорируют. Просто делают так, что фундамент и дом поднимаются и опускаются вместе с вспучившимся грунтом. Потому их еще называют «плавающими».

Все что при этом необходимо — обеспечить стабильное положение и жесткую связь всех частей фундамента и элементов дома. А для этого нужен правильный расчет.

Источник

Глубина заложения фундамента: стандарты и нормы

Правильно сконструированный и надежный фундамент – один из ключевых элементов постройки и гарантия безопасности здания в процессе его эксплуатации. Он выполняет как функцию распределения нагрузки и давления от постройки, так и функцию опорного основания на грунтовые породы. Важным этапом для каждого застройщика при установке фундамента является определение глубины заложения фундамента, исходя из требуемых стандартов и норм.

Особенности

Определение глубины заложения фундамента – своеобразный камень преткновения многих неопытных строителей. Сложилось мнение, что для надежного строительства любого здания следует использовать как можно большую глубину заложения. Нередко при постройке дачных домов, бань или других сооружений среднего и небольшого типа можно встретить котловины или свайные отверстия глубиной более 2,5м.

В некоторых ситуациях данная методика срабатывает, однако быть однозначно уверенным, что чем больше глубина, тем надежнее конструкция, недопустимо для застройщика.

Стоит понимать: большая глубина заложения фундамента не гарантирует 100% надежность постройки (не предохраняет от возможного промерзания грунта, оползней). То, что она действительно гарантирует – дополнительные финансовые и временные затраты.

Еще одним ошибочным мнением в расчете фундамента является уверенность техника в пропорциональной зависимости глубины заложения от уровня промерзания грунта.

В какой-то степени этот вывод логичен, избыточная пучинистость почвы (или свойство породы менять свои характеристики в зависимости от температуры внешней среды) грозит смещением или деформацией грунта. Это может привести, в лучшем случае, к просадке фундамента и увеличению нагрузки от строения на другую его часть, а в худшем – к оползням, нависанию частей здания, трещинам и разрушению материала (если здание в основе каменное, кирпичное или железобетонное).

Стоит помнить, что определение глубины фундамента зависит и от ряда других факторов:

• Разновидность и составные характеристики грунта. Различают три вида грунта – супесчаный, глиняный и суглинок. Каждый из видов нуждается в особой планировке фундамента. Установка в супесчаной породе, например, может требовать дополнительной гидроизоляции рубероидом и битумом из-за значительных влагопропускающих особенностей почвы.

• Предполагаемая нагрузка на основание фундамента. Этот нюанс во многом является основополагающим. Каждое здание, вне зависимости от размеров и высоты, обладает своей удельной массой. Она зависит от материала, использованного при постройке здания, и конструкции дополнительных арматурных частей, возможной облицовки здания и установки вспомогательных элементов. Не стоит забывать и о таком факторе, как вес техники, предметов быта, конструкций и других объектов, которые будут находиться внутри здания уже после его постройки. По отдельности данные объекты не оказывают большого давления на фундамент, однако неверный расчет их совокупной нагрузки может привести к плачевным последствиям.

• Глубина промерзания грунта. Пучинистость почвы, как правило, определяется техником лишь в наиболее теплые или холодные времена года. В этом есть своя логика – в данные периоды измерения провести намного проще. Вы можете рассчитать параметры почвы в предельных температурных условиях, однако это не дает полной уверенности, так как глубина промерзания грунта – величина не всегда постоянная, и ее показатель может слегка изменяться из года в год. Как следствие, после очередной зимы с непредвиденно большой температурой вы можете обнаружить значительную просадку здания.

• Индивидуальные особенности самой постройки. Каждое строение обладает своими характеристиками, если у одного застройщика это обычное одноэтажное здание (баня, небольшой магазин, крытая беседка), то у другого – двухэтажное и даже более высокое строение с цокольным этажом, чердаком или мансардой, верандой или подземным гаражом. Каждая из надстроек несет свою нагрузку на фундамент здания, следовательно, расчет общего давления должен учитывать и их. При этом обратите внимание на давление в отдельных частях строения на фундамент. Старайтесь не размещать сразу несколько габаритных и тяжелых элементов/объектов на одном участке фундамента. Каждый из типов фундамента предполагает большую нагрузку на отдельные участки, но лучше дополнительно обезопасить свое строение.

• Уровень грунтовых вод – очень важный пункт в постройке даже самых незначительных объектов. Точные измерения данного показателя помогут вам выяснить: необходима ли гидроизоляция элементов фундамента; нужен ли дополнительный слой утрамбовки щебнем или песком; необходимость установки дренажа – трубных/траншейных систем для удаления влаги из почвы. Вы должны понимать, что уровень грунтовых вод – величина сравнительно фиксированная, но если вы хотите обеспечить большую безопасность вашей постройки и можете позволить себе дополнительные финансовые траты, установка вышеописанных дополнительных систем необходима.

• Вид использованного фундамента. На строительном рынке распространены всего несколько видов фундамента, использование которых опять же разнится в зависимости от вышеописанных факторов. Существуют следующие виды фундамента: свайный, плиточный, ленточный. Также в зависимости от заглубления выделяют заглубленный, незаглубленный и мелкозаглубленный фундамент. При использовании монолитного фундамента обратите внимание на сохранность его подошв (нижних частей, соприкасающихся с грунтом), возможно, они нуждаются в дополнительной гидроизоляции.

• Наличие других коммуникаций возле строения. Не стоит объяснять, что часто застройка проводится на уже оборудованной территории. В городских условиях с большим количеством наземных строений это канализация, подземные линии электропередач, газо- и водопровод. Следите за тем, чтобы элементы вашей застройки не мешали другим хозяйственным или культурным объектам.

Также возведение новых строений в таких местах требует отдельного разрешения от властей. В условиях частных владений за городом эти требования не столь строги, однако и тут не забывайте, что действия по установке фундамента в одном месте могут повредить опорные конструкции в близлежащих зданиях.

Не нужно переживать из-за данных факторов. Всегда помните, что эти советы уже проверены многими техниками и разработаны для вашей же безопасности. Кроме того, соблюдение этих факторов – обязательная мера при постройке общественных строений. Если вы – владелец частной территории – принимаете решение самостоятельно заложить фундамент без учета этих факторов и советов квалифицированного специалиста, то ответственность за данное решение целиком возлагается на вас.

Порой даже самый крепкий и надежный фундамент при неверных расчетах не в состоянии выдержать всю нагрузку здания. Поэтому претензии к производителю цемента или арматурных частей в данном случае будут совершенно неуместны.

Нормативные требования

Как вы уже могли заметить из вышеописанного, установка фундамента – сложный процесс, нуждающийся в точных измерениях и учете большого количества внешних факторов на территории постройки.

Поскольку установка фундамента уже давно стала обязательным процессом в строительстве большинства зданий, закономерно были разработаны специальные положения и нормы для его безопасного использования.

Под этими нормами подразумеваются требования нормативной документации СП 22.13330.2011, а именно – СНиП под номером 2.02.01-83. Некоторые из данных норм уже были указаны в тексте, так как представляют собой распространенную и проверенную годами информацию. Итак, глубина заложения фундамента вычисляется, исходя из:

• фактического назначения и конструктивных особенностей возводимого здания или строения, нагрузок и воздействия на основу фундамента (1, 2-х этажный или более высокий дом);
• глубины установки фундаментов у строений, располагающихся в непосредственной близости от новой постройки, глубина заложения сторонних коммуникаций (труб, кабелей и других элементов);
• особенностей рельефа территории (наличия возвышений, низин);

• геологических параметров места застройки (разновидности породы и ее свойств, особенностей напластований, присутствия таких элементов как карманы выветривания или полости карстового типа);
• условий площадки гидрогеологического типа и предполагаемых модернизаций территории застройки в ходе возведения объекта;
• особенностей площадки с учетом таких явлений как: размыв грунта, оползни (такие явления часто встречаются на участках возведения мостов и подземной прокладки труб);
• промерзание почвы в различные периоды года и глубины этого промерзания.

Расчет последнего пункта стоит учитывать, исходя из расчета средних ежегодных максимальных глубин промерзания грунта в сезонное время. Период наблюдений в данном случае составляет не менее 10 лет. Площадка при этом должна быть открытой, без застоев влаги и снега, а уровень грунтовых вод должен располагаться ниже уровня промерзания почвы в определенный сезон.

Если данные наблюдения за указанный период отсутствуют, следует определить нормативную глубину, основываясь на теплотехнических исследованиях грунта, которые будут описаны далее.

Как рассчитать?

Разумеется, во избежание дополнительных затрат на профессиональных специалистов по расчету рекомендуемой глубины для отдельно взятой территории, застройщики ищут информацию для самостоятельного определения данных факторов. И это вполне объяснимо. Данные услуги стоят недешево и требуют значительных увеличений бюджета.

Существуют отдельные документы с картами и фактическими данными по нормативной глубине промерзания грунта: в некоторых районах оно составляет от 50 до 80 см, в других расстояние варьируется от 170 до 260.

Для расчета и уточнения этой величины разработана отдельная техническая формула: dfn=d0*Mt, df=kh*dfn

• dfn в данном случае представляет собой нормативную глубину промерзания грунта, ее расчет необходим для вычисления расчетной глубины.
• df – расчетная глубина промерзания породы.
• Mt представляет собой суммарный коэффициент минимальных температур в зависимости от СНиП 2.01.1-82. Воспользовавшись информацией именно для вашей территории, вы сможете посчитать среднемесячное суммированное значение. Делайте расчет данного параметра без учета минуса в значениях.
• d0 – фактор, вычисляемый исходя из индивидуальных особенностей вашего грунта. Для суглинка он составляет 0,23 м, для супесчаных пород – 0,28 м, для супесчаных пород более крупного типа – 0,30 м, для некоторых пород дисперсного грунта (грунта, получаемого в процессе выветривания скальных грунтов) – 0,34 м.
• kh – тепловой коэффициент, который зависит от температурных характеристик строительства здания. К примеру, если вы не собираетесь отапливать здание, берется значение 1,1, однако при наличии постоянного отопления, стоит выбрать подходящее под вашу территорию значение, исходя из таблиц в СНиП 2.02.01-83

Кроме того, не забывайте, что данные по промерзанию грунта должны присутствовать у геологической службы вашего района, а некоторая информация по среднестатистическим климатическим условиям – у метеослужбы.

Использование всех представленных характеристик полезно, однако, как мы уже выяснили, глубина промерзания – далеко не единственный фактор, влияющий на глубину установки фундамента. Одним из однозначно важных факторов расчета глубины установки фундамента является его вид, который определяется исходя из конструкции и используемых элементов и залегания над уровнем земли.

Актуальные нормы по установке фундаментов ленточного типа предполагают: не менее 450 мм на малопучинистой породе и не менее 750 на суглинке и грунтах пучинистого типа.

Фундамент столбчатого типа более всего подвержен негативному влиянию процессам пучинистости почвы. Копать в данном случае стоит на не менее чем 200-300 мм ниже уровня промерзания на грунтах пучинистого типа, породы непучинистого типа менее требовательны, и здесь глубина высчитывается исходя из вида почвы. Ширина и диаметр столбчатых опор вычисляются на основе весовых категорий строения.

Фундаменты плиточного типа редко заглубляются до уровня промерзания, однако часто подлежат гидроизоляции, а незаглубленный тип, как следует из названия, устанавливается не ниже уровня грунта.

Советы

К сожалению, многие застройщики пренебрегают указанными выше вычислениями ввиду временных и финансовых затрат, и, как итог – делают неверный выбор. Перед установкой фундамента не лишней будет консультация с людьми, которые уже прошли через этот процесс. Но помните, что установка габаритного здания – дело с долгосрочной перспективой, а многие проблемы (которые могут появиться как раз из-за несоблюдения правил) часто становятся ощутимыми не через один десяток лет. В любом случае стоит обезопасить себя и свое имущество сейчас, чтобы не бороться с неприятными последствиями в дальнейшем.

О том, какие бывают ошибки при заложении фундамента, смотрите в следующем видео.

Источник