Оптимальная глубина заложения ленточного фундамента и важность ее расчета

Типы грунта и их сравнение

Существует несколько видов природного грунта, но все их можно разбить по двум категориям:

1. Пучинистые. К ним относят пылеватый и мелкий песок, глину, суглинок и супесь.
2. Непучинистые. Это средний, крупный и гравелистый песок.

Самым оптимальным основанием для заложения фундамента дома считается любой из непучинистых грунтов. Они не требуют большой глубины для фундамента. Крупный песок легко пропускает воду, поэтому она не застаивается под зданием и не делает основу для фундамента менее устойчивой. С пучинистой почвой могут возникнуть проблемы. Она боится влаги и промерзания. К примеру, мелкий песок, глина, суглинок и супесь надежны в сухом состоянии, но при намокании:

• песчаная пучинистая основа легко впитывает влагу, становится вязкой и менее устойчивой;
• глинистая уплотняется и проседает после контакта глины с водой.

Схемы взаимодействия фундаментов с пучинистыми грунтами.

Глинистые смеси способны проседать даже под собственным весом, а под весом дома это происходит гораздо быстрее.

Не меньше проблем возникает и после промерзания, если строительные работы проводятся на территории с холодным климатом. Пучинистые грунты после промерзания способны вспучиваться, из-за чего происходит неравномерная осадка здания и деформация его стен. Это может привести к разрушению постройки.

Расчеты фундамента на глубину промерзания проводятся на основе данных по промерзанию почвы на определенной территории. Это не значит, что надо самостоятельно контролировать в течение нескольких лет уровень промерзания и собирать статистические данные. Для таких целей составляются специальные карты, на которых отмечена средняя глубина промерзания почвы для каждой местности.

Грунт: виды и характеристики

Наиболее плотным грунтом считается скальный, благодаря своей спаянной и сцементированной структуре. К преимуществам такого грунта относят такие свойства как – морозоустойчивость и минимальная сжимаемость. Единственным минусом является сложность разработки данного грунта.

Такие грунты как крупнообломочные или конгломераты в своем составе имеют более половины кристаллических и осадочных парод. Главной особенностью этих грунтовых пород является высокая несущая способность и низкая сжимаемость. Возводить ленточный фундамент на таком грунте можно с минимальным заглублением в полметра. Разработка такой почвы довольно тяжела.

Пески или песочный грунт образовывается в результате выветривания горных пород, в составе такой почвы есть кристаллы кварца и другие минеральные элементы.

Следует отметить, что пески достаточно легко поддаются разработке, также быстро сжимаются, тем не менее в дальнейшем не меняют объем, при этом несущая способность ни в коей мере не страдает, даже пропуская через себя влагу

Обращаем внимание на то, что чем крупнее песок, тем соответственно он лучше переносит нагрузку от основания строения

Глинистая почва является наиболее сложной для возведения фундамента. Данный грунт делится на несколько подвидов:

Супеси (10% глины и 5% песка) при большом содержании влаги в такой почве она становится очень подвижной, данное явление имеет название – плывун. На таком грунте не рекомендуется проводить строительство.

Суглинки (песок с примесью глины до 30%), в зависимости от процента содержания делятся на три подвида. Такой грунт очень легко размывается водой, а под воздействием нагрузок сжимается. При этом процесс сжатия довольно медленный, именно поэтому строения, возведенные на таких грунтах, достаточно долго дают осадку.

Если в глиняном грунте есть прослойки из песка, в этом случае он может значительно разжижаться при воздействии на него воды, что соответственно негативно сказывается на его несущих способностях.

Пучинистостью называют свойство почвы по изменению своего объема при его замерзании. Хотелось бы отметить, что каждая местность характеризуется своими показателями промерзания грунта.

Особенности возводимого и соседних сооружений

Хорошо, если здание возводится на новом месте, без близкорасположенных других зданий и сооружений, но такое явление встречается редко, в основном в сельской местности или при освоении новых земель. Но в условиях города при укладке основы под возводимое сооружение следует учитывать и другие факторы:

1. Уровень проложенных коммуникаций (водоснабжение, водоотведение и другие);
2. Глубину основания и его тип в соседних зданиях.
3. Будущую нагрузку на фундамент.
4. Вид и габариты подвального помещения.

Обычно, если основание возводимого здания закладывается на глубине выше или ниже соседнего сооружения, то целесообразно между ними возводить разъединительную шпунтовую стенку.

Если рельеф местности неровный, уступами, то его придется заливать на разной высоте. Поэтому в таких случаях для расчета используют формулу:

tg β < tg φ + c/p, где:

φ₁ — расчетное значение угла внутреннего трения грунта;

с — расчетное удельное сцепление грунта, кПа;

р — интенсивность давления по подошве расположенного выше фундамента, кПа.

В связных грунтах (при с > 50 кПа) можно принимать tg β = 1 (β=45°).

Глубина фундамента должна быть ниже ввода коммуникаций, чтобы трубы не подлежали давлению с его стороны, а он сам опирался на насыпную подушку, тогда в случае аварии не произойдет существенного намокания фундамента.

Глубина промерзания, методы определения

При определении глубины заложения подошвы фундамента важную роль играет правильное определение нормативной глубины промерзания для данного района строительства. Проектные организации, для облегчения расчётов, пользуются картой с нанесёнными изотермическими линиями или таблицей, в которой указаны значения нормируемой глубины промерзания для крупных городов, регионов России.

Нормативную глубину промерзания в районе строительства ленточного фундамента можно посчитать самостоятельно по эмпирической формуле (5.3 СП 22.13330.2016) справедливой для районов с промерзанием 50 лет), степень ответственности, капитальность (ГОСТ 27751). Немалую роль в проектировании играет:

• отсутствие выше грунтов, способных нести расчётную нагрузку,
• необходимость устройства подвала для проводки коммуникаций,
• нахождение рядом крупных объектов, способных изменить расположение и свойства грунтов за время эксплуатации,
• повышенная сейсмичность.

Привязка таких зданий производится на основе глубоких инженерных расчётов с учётом правил и требований СП 22.1330.2016, с применением необходимых мер защиты фундамента от пучения, подземных и паводковых вод.

Применяемые виды защиты:

• утепление, позволяющее сохранять температуру фундамента и предотвращать обмерзание,
• дренаж на уровне основания подошвы перфорированными трубами для отвода подземных и талых вод,
• несъёмная опалубка,
• утеплённая отмостка расчётной ширины,
• утепление цоколя,
• укрепление грунтов инъекцией цементного раствора при необходимости.

Расчет площади подошвы фундамента

Таблица с расчетом минимальной подошвы и ширины ленточного основания Площадь подошвы отвечает за равномерное распределение массы всего сооружения вместе с основанием на грунт. Поэтому далеко не всегда она будет отвечать ширине ленты, в большинстве случаев она больше. Более того, подошва также отвечает за такие функции:

1. Равномерное распределение массы здания.
2. Препятствует локальному пучению грунта из-за сейсмических толчков или воздействия глубинных грунтовых пластов.
3. Укрепляет своей массой слабые почвы и прижимает их к прочным грунтам.
4. Обеспечивает равномерность устройства самого здания по горизонтальной плоскости.

S = k(n)*F/k(c)*R

• k(n) – коэффициент надежности, принимается за 1,2. Этот коэффициент означает, что уже изначально площадь подошвы будет больше расчетной на 20%;
• F – Расчетная нагрузка на основание. Она состоит из: массы здания, нагрузок от грунта, массы фундамента;
• k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены, до 1,4 для крупного песка и не жестких конструкций;
• R – расчетное сопротивление грунта (это табличные данные). Найти их можно в справочниках для всех типов грунтов.

Предлагаем ознакомиться: До какой глубины копать колодец

Фактически все параметры справочные, поэтому останется только рассчитать нагрузку от самого здания.

Для чего необходима правильная глубина

Глубина фундамента под дом не всегда должна быть слишком глубокой. Опытные профессионалы, рекомендуют руководствоваться внешним видом почвенного покрова, где планируется строительство.

Если на участке присутствуют оползни и повышенное движение грунтовых вод, то выходом из этой ситуации будет укрепление самого почвенного покрова. Для этого используют смесь жидкого стекла, смешанную в равных пропорциях с водой.

После этого участок вокруг фундамента обильно поливают полученным раствором.  Влажную почву, необходимо быстро утрамбовать.

Глубина фундамента под забор должна составлять около 30% от величины будущего изделия. Не стоит делать слишком глубокую яму. В данном случае это не понадобится. В условиях с рыхлой почвой глубина должна быть около 50% от высоты будущего забора.

В некоторых случаях применяют специализированные химические реагенты, которые выливают в заранее приготовленные скважины. Такие методики, помогают укрепить слабые почвенные покровы.

Смоляные компоненты в составе жидкости, выступают в качестве силикатизаторов. Они удерживают песчаные частицы и крупные фракции минералов. На фото глубины фундамента запечатлён внешний вид почвы, после химического укрепления.

Какой нужен фундамент для двухэтажного дома

Основание для двухэтажного дома из пеноблоков или кирпича должно быть рассчитано с учетом высокой нагрузки, так как здание создает сильное давление каркаса здания на грунт (постройка с двумя этажами и множеством перегородок гораздо тяжелее одноэтажной постройки).

Типы основания для двухэтажного дома из кирпича, бруса или блоков:

• Ленточное основание (ленточный каркас отлично распределяет нагрузку между стенами и узлами, но такое основание нужно правильно рассчитать);
• Столбчатый каркас (применяется на подвижном типе почвы или заболоченной местности);
• Монолитный каркас (рассчитать такое основание не сложно и оно имеет высокую устойчивость к движениям дерна).

Использование каркаса постройки из свай можно применить для относительно легкого двухэтажного дома из бруса, а вот для дома из пеноблоков или кирпича такое основание не подойдет из-за неустойчивости. Сваи винтового типа применяют для подсобных зданий из кирпича или блоков.

Варианты ленточного фундамента для двухэтажного дома.

Дабы рассчитать ленточный фундамент для двухэтажного дома из пеноблока, бруса или другого тяжелого материала важно учитывать не только такие показатели, как высота и толщина основания. Немаловажный фактор и то, какая почва на выбранном под застройку участке. При закладке каркаса здания нужно определить:

При закладке каркаса здания нужно определить:

• Какой тип дерна на Вашем участке;
• Какой уровень залегания подземных вод;
• Какой уровень промерзания дерна в этой области.

Виды грунта

Дабы рассчитать, на какую глубину копать яму под фундамент, сначала следует выяснить какой тип дерна на Вашем участке. Тип грунта – важный фактор, влияющий не только на выбор материала, но и на высоту, ширину и глубину основания.

Разные типы грунта имеют разный объем, который может меняться при изменении погодных условий. Выделяют несколько видов почвы:

• Пучинистый тип почвы (мелкопесчаная почва, суглинки и так далее). Для снижения пагубных последствий от пучения можно: заменить грунт под фундаментом меркозернистым песком, закладывать основание ниже промерзающего слоя почвы, сделать усиленную дренажную систему.
• Непучинистый тип почвы (полускальные грунты и так далее). На таком типе почвы основание под двухэтажный дом из кирпича, пеноблоков или бруса закладывается не глубоко.
• Слабопучинистый тип почвы (средние гравелистые пески и обломочные грунты и так далее). На таком типе грунта фундамент под здание из кирпича, пеноблоков или бруса должен быть мелкозаглубленным.

Глубина залегания подземных вод

Помимо таких показателей, как высота и толщина основания нужно учитывать уровень протекания подземных вод. Глубина подземных вод напрямую влияет на глубину монтажа фундамента.

При высоком залегании подземных вод потребуется усиленная гидроизоляция фундамента. Поэтому перед началом строительства лучше провести исследование почвы и не останавливать свой выбор на подобном типе грунта.

Так же рекомендуется выяснить насколько глубоко проходят грунтовые воды можно и без экспертиз. Можно опросить хозяев участков рядом и узнать как ведет себя почва весной, есть ли у них вода в подвале и насколько быстро вода уходит во время сильных осадков.

Глубина промерзания грунта

На разных типах грунта глубина его промерзания влияет по-разному. К примеру: если дерн не пучинистый, то глубина промерзания не окажет сильного влияния на фундамент. Поэтому такой показатель, как глубина промерзания почвы не всегда влияет на ленточный или любой другой фундамент под двухэтажный дом.

Этот показатель имеет прямую зависимость от климата местности. Средний показатель глубины промерзания грунта по России примерно 150 сантиметров.

Таблица глубин промерзания грунта.

Влияние грунтовых вод

Грунтовые воды оказывают на фундамент резко отрицательное воздействие. Они способствуют разрушению бетона при заморозках, коррозии металлических элементов, по капиллярам проникают в стеновые конструкции и понемногу разрушают постройку.

При создании проекта необходимо подробно выяснить о глубине, мощности водоносных пластов, уточнить, имеются ли сезонные колебания их уровня. При наличии опасных количеств или резких перепадов уровней, следует обеспечить отвод влаги, дренировать траншею или использовать другие средства для решения вопроса.

В крайнем случае, следует рассмотреть другой вариант конструкции фундамента.

Рекомендации для разных типов фундаментов

Для строительства в частном секторе жилых домов чаще применяется 3 типа оснований:

• ленточный;
• плитный;
• столбчатый.

Столбчатый по затратам более дешевый, после него по стоимости идет ленточный, а далее – плитный.

Возводя ленточное основание, следует помнить, что на него будет приходиться вся нагрузка, создаваемая стенами и крышей дома

Поэтому важно правильно заглубить его, основываясь на расчетах промерзания почвы, степени залегания подземных вод и тип слоев почвы. Лучше такой тип закладывать на почвах с минимальной пучинистостью и при глубоком нахождении подземных рек, ручьев

Чем ближе грунтовые воды находятся к уровню промерзания земли, тем будет сильнее ее пучинистость, а значит, вероятность разрушения такой конструкции больше, чем при других условиях.

Заглублять рекомендовано по нормам при почвах с минимальной пучинистостью до 0,5 м, на суглинках, глинистых или пучинистых от 0,75 до 1 м.

Столбчатое основание возводят, когда не планируется строение подвальных помещений, при высокой вероятности осадки грунта, в случаях, если присутствует сильное морозное пучение (применяют тип мелкозаглубленного или незаглубленного основания). Обычно, если планируется постройка небольшого здания, опоры устанавливаются по углам.

Если постройка имеет большую площадь, то устанавливаются дополнительные опоры или ростверк. Такая конструкция позволяет более равномерно распределить нагрузки на всё основание.

Не рекомендовано использовать эту технологию строительства, когда есть угроза горизонтальной подвижности почвы, нельзя строить тяжелые здания на слабонесущих породах, если рельеф обусловлен резкими перепадами высот.

Плитные конструкции имеют лучшие показатели долговечности, прочности, надежности, но по стоимости могут выходить более 30% от строительства всего дома. Такой тип имеет несколько преимуществ:

• во-первых, равномерная нагрузка;
• во-вторых, возможность строить из тяжелых материалов (кирпичей, блоков);
• в-третьих, не нужно учитывать уровень промерзания грунта.

Плитные опоры не следует возводить на слабых слоях.

Свайный фундамент: особенности и преимущества

Данный тип фундамента применяется на почвах со слабыми несущими свойствами. Есть и другие случаи, когда используются сваи: глубина замерзания более 2 метров, постройка домов массой свыше 350 тонн, высокий уровень грунтовых вод.

На почвах со слабыми несущими свойствами используют свайный фундамент

Преимуществами такого фундамента являются экономичность, скорость возведения, возможность проведения работ в условиях зимы. Сваи придают высокую устойчивость дому, несмотря на пучение грунта, сдвиг почвы или наводнение.

Отдельные сваи объединяются монолитным или сборным ростверком.

Существуют 3 вида свай: забивные, буронабивные и винтовые.

С чего начать расчёт свайного фундамента

Сначала вычисляют общую нагрузку на фундамент. Далее, определяют значение несущей способности одной сваи.

Глубина погружения свай в землю выбирается самостоятельно, но не меньше глубины замерзания почвы плюс 0,5 метра или не меньше глубины залегания твёрдого слоя почвы.

Сваи различного диаметра имеют разную несущую способность

Зная несущую способность одной опоры, вычисляют нужное их количество. Далее, можно узнать величину шага установки свай путём деления суммы длин несущих стен на число этих свай.

Для расчёта основания фундамента любого здания следует учесть осадку находящихся рядом сооружений, которые отличаются нагрузками на почву, загрузкой территории дополнительными постройками, насыпями

Также придётся принять во внимание величину сопутствующих осадков уже существующих фундаментных оснований. Если расчёт осадков  фундаментов превышают допустимые значения, тогда нужно будет увеличить размеры подошвы фундамента, глубину заложения, уплотнить грунт

Для вычислений всех типов фундаментов можно воспользоваться онлайн-калькулятором, который рассчитает для выбранного фундамента, какая глубина заложения потребуется, сколько бетона придётся потратить и т. д. Надо будет указать только некоторые исходные данные по будущей стройке.

Для надёжности и долговечности конструкции следует внимательно отнестись к проектированию и расчёту фундамента, потому что исправить недочёты не получится.

Определение глубины заложения фундамента.

В данной статье мы рассмотрим расчет глубины заложения фундамента для частного дома, согласно указаниям СП «Основания зданий и сооружений».

Важность инженерно-геологических изысканий бесспорна, но для многих частных застройщиков эта процедура является дорогостоящей. Наши статьи будут ориентированы на людей, которые в силу каких-либо причин не могут себе позволить нанять геологов и проектировщиков, но желающих на готовых примерах разобраться с расчетами оснований, а также других элементов своего будущего дома

Определить глубину заложения фундамента в г.Москва. Рассмотрим несколько вариантов: неотапливаемый дом; отапливаемый дом без подвала с температурой в помещениях 20 о С и отапливаемый дом с неотапливаемым подвалом.

1. Первым делом нам нужно определить нормативную глубину сезонного промерзания грунтов (dfn ), в метрах, которая определяется по формуле:

где d0 — величина, в метрах, для:

— глин и суглинков — 0,23

— мелких и пылеватых песков, супесей — 0,28

— песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,3

— крупнообломочных грунтов — 0,34

Для неоднородного сложения грунтов d0 определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Mt — коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по таблице 5.1 СП «Строительная климатология»

Тогда нормативная глубина промерзания для Москвы, где преобладают глины и суглинки, составит:

dfn =0,23 √22,9= 1,1м

Если вы не знаете, какие грунты залегают на вашем участке, то возьмите обычный ручной бур, который продается в строительных магазинах, и пробурите 1 отверстие в центре, а лучше 4 по углам будущей постройки. В основном на территории РФ встречаются именно пучинистые суглинки и глины. В СНиПе 1962 года не было величины d0. вместо него было одно значение 23см, т.е. 0,23 метра, поэтому не будет грубой ошибкой, если вы примете именно ее.

2. После того, как определили нормативную глубину промерзания, необходимо вычислить расчетную глубину промерзания (df ).

Для этого используется формула:

kh для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий равен 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой. В нашем случае годовая температура +5,4 о. Если у вас будет отрицательная годовая температура, то расчетную глубину промерзания для неотапливаемых зданий необходимо определять по СНиП «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах».

kh для отапливаемых зданий определяется по таблице:

Примечание: В отапливаемых зданиях с холодным подвалом с отрицательной среднезимней температурой kh =1

Считаем расчетную глубину промерзания:

— неотапливаемое в зимний период здание df = 1,1*1,1= 1,21м. Округляем в большую сторону и принимаем df =1,25м

— отапливаемое здание без подвала, с полами по утепленному цокольному перекрытию: df = 0,7*1,1= 0,77м. Принимаем df =0,8м

— отапливаемое здание с холодным подвалом с отрицательной температурой df = 1*1,1= 1,1м. Принимаем 1,1м.

3. Определяем глубину заложения фундамента по условиям недопущения морозного пучения по таблице ниже, в зависимости от расположения уровня грунтовых вод (УВГ).

Грунты под подошвой фундамента

Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения подземных вод dw. м, при

Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности

не зависит от df

не зависит от df

Пески мелкие и пылеватые

Супеси с показателем текучести IL <0

Суглинки, глины, а также крупнообломочные с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL ≥0,25

Так как без инженерно-геологических изысканий мы не можем знать глубину расположения грунтовых вод, то принимаем наихудший вариант: не менее df

Соответственно, для неотапливаемого здания d=1,25

Как рассчитать глубину заложения фундамента.

Для отапливаемого здания без подвала с полами по утепленному перекрытию d=0,8м

Для отапливаемого дома с холодным подвалом d=1,1м

После определения глубины заложения фундамента переходим к расчету оснований по второй группе предельных состояний — по деформациям. Об этом будет написана отдельная страница. Чтобы не пропустить выход новой статьи, подпишитесь на рассылку.

Какой глубины должен быть фундамент под дом

Определить самостоятельно, какой глубины должен быть фундамент, можно только оперируя точными цифрами и полученными в ходе геодезии данными. Строительство любого сооружения начинается именно с работ нулевого цикла.

Закладка надежного, прочного фундамента — это один из важнейших этапов возведения долговечного строения, будь то капитальный дом, баня, летний домик или сарай. Затраты на строительство такого основания обычно составляют 15—30 % от общей стоимости работ, однако исправление допущенных при его возведении ошибок обойдется во много раз дороже. Результатом неправильного выбора типа фундамента или нарушения технологии его строительства в лучшем случае может стать перекошенное крыльцо, треснувшие стекла на веранде или плохо открывающиеся двери и окна. От того, какой глубины должен быть фундамент дома, зависит очень многое, в том числе и безопасность проживания в нем без риска обрушения несущих конструкций.

Разумеется, большие расходы совсем не являются гарантией прочности. Некоторые состоятельные застройщики делают мощный фундамент, заглубленный по всему периметру на глубину промерзания, не жалея на это ни труда, ни средств, даже если предполагается строить относительно легкий дом. Затратный подход к выбору фундамента, уместный для многоэтажного дома, в индивидуальном строительстве не всегда оправдан. Более того, если сам дом легкий (брусовый, щитовой, каркасный), такая глубина фундамента под дом может оказаться ошибочной: в первую же зиму пучинистые силы грунта его неравномерно поднимут.

При выборе глубины фундамента для дома следует делать расчет на основе сбора нагрузок от конструкции здания и данных инженерно-геологических изысканий. К последним относятся исследования свойств и состава грунта, взятого из пробуренных на участке шурфов, и химический анализ воды. При постройке деревянных домов глубина таких скважин должна составлять 5 м, для кирпичных и каменных домов — 7—10 м. При этом скважин требуется как минимум четыре, хотя бы по углам будущего строения. Стоимость этих работ и экспертиз, как правило, невелика по сравнению с общей стоимостью строительства, а в сравнении с бюджетом исправления ошибок и подавно. На практике же такие расчеты проводят крайне редко и просто выбирают типовой готовый проект. Но без привязки к конкретным местности и грунту это фактически выброшенные деньги. Узнать по ним, какая глубина фундамента дома необходима в каждом конкретном случае, не реально.