Столбчатый монолитный фундамент глубина заложения

Столбчатые фундаменты

Столбчатый фундамент очень похож на свайный фундамент и представляет собой систему столбов, установленных в наиболее нагруженных точках — местах схождения стен, а также на углах строения. Возможна установка столбов под тяжёлыми внутренними стенами или в других местах с большим сосредоточением нагрузки. Для такого типа фундамента обязательно нужно устраивать армированный пояс — ростверк (рандбалки, обвязочные балки), позволяющий минимизировать вероятность опрокидывания или горизонтального смещения фундамента. Кроме того ростверк распределяет нагрузку на всю систему столбов и повышает устойчивость конструкции в целом.

В последнее время всё чаще используют монолитный железобетонный фундамент и не только для устройства фундаментных плит, но и в случае столбчатого фундамента.

Критерии выбора столбчатого фундамента

Рассмотрим ситуации, когда предпочтительнее использовать именно столбчатый фундамент, а не ленточный, свайный или плитный.

1. Стоимость и трудозатраты

Стоимость столбчатого фундамента как правило укладывается в промежуток 15-18% отобщей стоимости дома, тогда как для остальных типов фундамента стоимость может доходить до 30%. В пользу столбчатой конструкции можно привести также расход материалов и трудозатрат, которые в 1,5-2 раза меньше, чем при возведении ленточного фундамента.

2. Несущая способность

Еще одним плюсом столбчатого фундамента, считается лучшая работа грунта основания под отдельными опорами, нежели под ленточным фундаментом. Следствием этого является меньшая осадка столбчатого фундамента при равном давлении на все опоры, что даёт возможность увеличить нагрузку на столбчатый фундамент до 25% и тем самым уменьшить общую площадь фундамента.

Противопоказания для столбчатого фундамента

Для использования столбчатого фундамента существуют некоторые неблагоприятные условия, при которых рекомендуется применять другой тип фундамента:

• грунты, подвижные в горизонтальной плоскости или в слабые грунты, так они недостаточно устойчивы к возможному опрокидыванию столбчатого фундамента. Для нейтрализации этих негативных факторов необходимо использовать мощные ростверки, что приведёт к увеличению стоимости фундамента и сведёт на нет все выгоды его использования;
• слабонесущие грунты (просадочные породы, торф, насыщенные водой глинистые грунты и т.д.);
• конструкция дома с массивными и тяжёлыми стенами (типовые железобетонные блоки и плиты, или же кирпичные стены толщиной от 51 см.);
• необходимость обустройства подвала. В случае ленточного фундамента, подвал организуется сам собой, а при использовании столбчатого фундамента необходимо позаботится о заполнение расстояний между столбами стенкой (забиркой), а это трудоёмкий и сложный процесс;
• высокий перепад высот (более 2-х метров) также является препятствием для эффективного использования столбчатого фундамента.

Глубина заложения столбчатого фундамента

При расчёте глубины заложения фундамента следует обратить внимание на некоторые моменты:

• Средняя глубина промерзания грунта в вашей местности, так как лучше всего заложить столбчатый фундамент ниже этой глубины, что уменьшит действующие силы деформации;
• Состав и вид грунта: подвижный и неподвижный грунт, песчаный или глинистый. Самый лучший грунт это песок — так как он не скапливает в себе влагу (вода проходит через песчаные слои очень быстро), а также он обладает наилучшей несущей способностью;
• Торфяной или илистый грунт не подходит для строительства, необходимо частично или полностью заменить его на песчаный;
• При наличии высокого уровня грунтовых вод обязательно нужно устраивать дренаж и делать гидроизоляцию;
• Необходимо учитывать вес будущего строения, массу опор самого фундамента, а также приблизительную нагрузку, создаваемую проживающими людьми, мебелью и т.п.

Мы всегда рекомендуем на этапе проектирования обратиться к опытному специалисту, обладающему всеми необходимыми сведениями для проведения точных расчётов. Он сможет правильно выбрать оптимальный тип фундамента и рассчитать необходимую глубину его заложения без лишних запасов по глубине. Это часто позволяет сократить бюджет строительства без ущерба для безопасности и качества дома.

Противодействие морозному пучению

Наибольшую опасность в малоэтажном строительстве приносят силы морозного пучения. Выше мы уже указали, что нужно закладывать фундамент ниже уровня промерзания земли в зимнее время, а на пучинистых грунтах это особенно важно. Однако в небольших или лёгких сооружениях (как, например, дома из SIP-панелей), нагрузки на фундамент не хватает для сопротивления силам пучения, в результате чего могут происходить различные виды деформаций. Поэтому в домах без подвалов лучшим решением будет незаглубленный или малозаглубленный фундамент. Поясним разницу.

Малозаглубленный фундамент

Фундамент с коэффициентом заложения 0,5-0,7 от глубины нормативного промерзания называется малозаглубленным. К примеру, норматив промерзания составляет 1,4 м. В таком случае расчётная глубина такого фундамента составит 1,4 х 0,5 = 0,7 м.

Незаглубленный столбчатый фундамент

Незаглубленный фундамент укладывается на глубину в среднем 40-50 см., что в большинстве случаев составляет треть или половину глубины промерзания земли.

В местности с большой глубиной промерзания и с пучинистыми грунтами, наиболее эффективными являются анкерные сборные столбчатые или же монолитные фундаменты. Такие фундаменты мало подвержены силам морозного пучения, которые воздействуют на боковые грани фундамента, за счёт небольшого поперечного сечения. Если материалом фундамента является кирпич, камень или мелкие блоки, то такой фундамент необходимо сужать к верху, что позволит уменьшить расход строительного материала, а также равномерно разнести нагрузку от стен.

Дополнительно, для минимизации действия сил морозного пучения, фундамент покрывают материалом, уменьшающим трение – битумной мастикой, эпоксидной смолой, полимерной плёнкой. Кроме того полезно утеплить поверхность грунта рядом с фундаментом.

Варианты столбчатого фундамента

Рассмотрим более конкретно материалы, которые используют для возведения фундамента, в зависимости от конструкции здания (наиболее важными факторами считаются масса и этажность):

• Каменный фундамент — исполняют из камня-плитняка или бута среднего размера. Лучше всего подбирать камни одинакового размера, и более плоские.
• Кирпичный фундамент — желательно использовать кирпич чёрного цвета (сильно обожжённый красный кирпич), лучше железняк. Плохо обожжённый кирпич подвержен быстрому разрушению в грунте.
• Бетонный фундамент — материалом для изготовления такого фундамента служит бетон марок В25-В15;
• Железобетонный монолитный — обладает одним из самых долгих сроков службы (до 150 лет).
• Сборный фундамент из готовых конструкций — столбы такого фундамента изготавливаются отдельно и монтируются с помощью металлической или асбестоцементной трубы, которую заполняют бетонной смесью.

Сечение столбов

В зависимости от материалов рекомендуется различное сечение фундаментных столбов:

• бут, бутобетон и бетон – 40 см. по каждой стороне;
• кирпичная кладка, выложенная выше уровня земли – 38 см., а с использованием перевязки с забиркой (забирка — устройство стены между столбами фундамента например, для организации подвала) – 25 см.;
• кладка из камня – 60 см.

Устройство ростверка для столбчатого фундамента

В среднем, за расстояние между соседними столбами выбирают 1,5-2,5 м, хотя оно может быть и увеличено в зависимости от грунта и веса дома. Для наиболее распространённого среднего значения в 1,5-2,5 м. ростверк можно выполнить в виде обычной армированной перемычки. Однако при этом нужно учитывать, что если вы хотите пристроить веранду, террасу или крыльцо, то они должны быть установлены на отдельном фундаменте. Другими словами, должно быть разделение этих фундаментов с помощью деформационного шва. Такое ограничение связано с разной нагрузкой, оказываемой стенами дома и пристраиваемыми конструкциями.

Если столбы фундамента установлены на расстояние больше 2-3 метров, то ростверк требует более мощного укрепления, с помощью так называемой рандбалки. Рандбалка представляет собой сборную или монолитную железобетонную балку. Также в её основе может быть металлический профиль, швеллер или двутавр.

На рисунке показан пример устройства столбчатого фундамента м ростверком из типовых сборных элементов:

1. Блоки ленточного фундамента ФЛ 8-12-3 размером 1180 х 800 х 300 мм.
2. Бетонные блоки ФБС 9-5-6 размером 880 х 500 х 580 мм.
3. Ростверк из железобетонных перемычек 5 ПБ-25-37 П размером 2460 х 250 х 200 мм.
4. Проволочные скрутки.
5. Монолитный армированный пояс.

Источник

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