Глубина заложения фундамента: аудит значимости влияющих факторов
При закладке основания здания учитывается тип и этажность дома, его вес, особенности рельефа местности, все характеристики почвы. По этим факторам определяется вид и глубина заложения фундамента. Последний параметр рассчитывается согласно СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений.
Классификация фундамента по глубине заложения
В нормативной строительной базе фундаменты в зависимости от заглубления разделяют на три типа:
- Заглубленные. Являются прочной основой для тяжелых зданий на всех видах почвы.
- Мелкозаглубленные. Глубина заложения мелкозаглубленного фундамента не доходит до места где уже промерз грунт. Их используют на прочных грунтах, при высоком уровне грунтовых вод, при строительстве сооружений, не имеющих подвалов и цокольных этажей.
- Незаглубленные. Используют при строительстве легких конструкций на пучнистых и грунтах с повышенной пучнистостью, почвах со слабой просадкой, а также при возведении тяжелых зданий на скальных грунтах.
Факторы, определяющие какой глубины должен быть фундамент:
- высота поднятия и общий уровень подземных вод;
- характеристики климата местности, показатели гидрогеологических изысканий;
- место организации площадки строительства;
- конструкция здания, характер нагрузок, оказывающих на основание.
Если рядом со строящимся домом располагаются другие сооружение, при выполнении расчета глубины заложения фундамента учитываю технические характеристики их основания.
Значение водонасыщения грунта
Существует общее правило: фундамент закладывается так, чтобы максимальный уровень поднятия грунтовых вод был ниже основания. Тогда значительно сокращаются сроки и стоимость строительства.
Глубина залегания фундамента в зависимости от геологических характеристик определяется по двум факторам:
- Наличие влаги в грунте.
- Уровень подземных вод и его влияние на морозное пучение почвы в данном регионе.
Ленточный фундамент заливают на высоте не менее 0,5 м выше, чем пролегают грунтовые воды.
При большой влажности грунта, материал фундамента будет намокать и уже от этого постепенно разрушаться. Если принять во внимание, что основной материал для формирования фундаментов – бетон, то разрушающее действие влаги при небольших морозах вырастает в несколько раз.
Учет концентрация влаги при проектировании имеет отличия в зависимости от типа основания под фундаментом здания:
- Грунты скальные, песчаные крупных и средних фракций, гравелистые, крупнообломочные, имеющие в качестве заполнителя песок. Они не имеют ограничений по глубине фундамента с точки зрения уровня грунтовых вод.
- Фундамент в глине, суглинке, в грунте, состоящем из крупных обломков, заполненных пыле-глинистыми фракциями всегда проектируют ниже уровня промерзания грунта в независимости от того, на каком уровне располагаются подземные воды.
- Для мелкого песка и пылеватого грунта важно расположение грунтовой воды по отношению к уровню промерзания грунта. Если воды проходят на уровне 2 метра вниз от промерзания, тогда не важно, какая должна быть глубина фундамента.
Как влияет климат на расчет глубины фундамента
Климатические условия региона, где идут строительные работы, влияют на глубину промерзания почвы. С определенной долей приближения это значение можно определить по картам «Границы глубин промерзания почвы». Более точные расчеты можно сделать в привязке к узкому строительному участку.
Расчет нормативного показателя
Для местности, где почва промерзает более чем на 2,5 м, вычисляется нормативный показатель глубины промерзания по формуле:
где Mt – суммированное количество абсолютных среднемесячных отрицательных температур для данного региона, d0 – коэффициент, зависящий от типа почвы.
Для расчета Mt данные берутся в службе статистике. Коэффициент d0 равен 0,34 для крупнообломочных грунтов, для суглинка и глины – 0,23, для крупных, средних и гравелистых песков – 0,3, для мелкопесчаных и пылевых почв – 0,28.
Как учесть теплоотдачу здания
Чтобы в реальных условиях определить глубину промерзания конструкции, используют формулу:
В этом выражении коэффициент kh берется с учетом двух факторов:
- Здание отапливаемое и грунт будет дополнительно прогреваться, поэтому kh будет понижающим. Он берется в специальных таблицах, где градация по наличию подвала, цокольного этажа и среднесуточной температуре воздуха в помещениях, которые сопредельные с фундаментом.
- При отсутствии отопления. В этом случае kh – запас прочности, равный 1,1 для всех типов построек.
Изучаем особенности грунтов
Перед тем как рассчитать глубину заложения фундамента, определяется тип грунта. Эту услугу можно заказать у специалистов или выполнить самостоятельно.
На плодородном слое почвы никакие фундаменты не заливаются. Он полностью удаляется.
Под плодородным слоем находится один или несколько слоев, подходящих для строительства почв:
- Не требующий заглубления ленточного и монолитного фундамента скалистый грунт. Он в зимнее время не пучится, влага в нем не накапливается, оседанию не подвергается.
- Гравий, камни, щебень, крупнофракционный песок создают надежное основание, на котором глубина заложения фундамента от 0,5 м.
- Глинистая почва промерзает до уровня 0,5-1 м, подвижна при намокании, имеет неравномерную усадку. Но если осадков в регионе не много, а грунтовые воды залегают очень глубоко, фундамент закладывают на глубине не менее 0,75 м.
- Мелкофракционный песок обладает повышенной подвижностью и теряет устойчивость при сильном увлажнении. При глубоком залегании грунтовых вод, рекомендуется заглубляться до более устойчивого основания. Глубина промерзания песчаного грунта, в котором есть глинистые частицы составляет от 0,6 до 2 м.
- Ненадежный тип почвы торфяник используется для строительства на столбчатом фундаменте.
При самостоятельном определении типа почвы необходимо учесть следующее:
- глина плотная, ее трудно копать, при скатывании в валик не рассыпается;
- супесь будет состоять из песка с фракциями глины, а скатанный жгутик рассыплется;
- суглинок имеет в основе глину и вкрапления песка (любая фигурка из такой смеси буде разламываться).
Знание вида грунта уже позволяет перейти к определению типа фундамента и глубины его заложения.
Особенности здания и глубина заложения фундамента
Первое, что учитывается, это вес всего строения. Здания большей массы требуют более заглубленного фундамента. Так же учитывается и несущая способность грунта.
При строительстве каркасного одноэтажного здания на пучинистых почвах фундамент заглубляют на 0,5 м, а для 2-3 этажного дома из бруса этот показатель будет не менее 1,5 м. При замене бруса на кирпич, увеличится и глубина заложения фундамента.
Для учета несущей способности почвы, рассчитывают вес всего здания, фундамента, коммуникация и внутреннего оборудования, приходящийся на единицу площади. Если нормативный показатель не соответствует расчетному, изменяют параметры фундамента.
При проектировании фундамента учитывают конструктивные особенности строения и его расположения:
- фундамент располагается ниже пола подвала не менее чем на 0,4 м;
- уровень фундамента выравнивается по фундаменту всех зданий, вплотную соприкасающихся к возводимой конструкции;
- магистральные коммуникации желательно обходить строительством, но если это не получается, тогда фундамент прокладывается под трубами.
Уровень заглубления ленточной опоры
Фундамент ленточного типа прост в монтаже и проектировании, подходит под большинство видов строительных конструкций. Рекомендован к использованию на грунте со слабовыраженной пучинистостью, не рекомендуют там, где водонасыщение почвы высокое.
Глубину ленточного фундамента определяют параметры:
- уровень промерзания почвы;
- высота протекания грунтовых вод;
- выраженность пучинистости почвы.
Соединение этих факторов приводит к тому, что пучинистость почвы будет повышаться с увеличением глубины промерзания грунта и близости подземных вод. Такая почва будет сдавливать снизу фундамент и выталкивать его вверх. Глубокое расположение фундамента уменьшает интенсивность таких процессов.
Нормативы определяют минимальные показатели заглубления:
- 0,45 м в малопучинистых почвах;
- 0 м на скальном грунте;
- 0,75 м в пучинистых почвах;
- на уровне залегания стабильного грунта при водонасыщенных и подвижных верхних слоях почвы.
Максимальная глубина заглубления – 2,5 м для всех видов грунта.
Чтобы не решать от чего зависит глубина заложения фундамента, можно обустроить теплоизоляцию грунта и утепление фундамента, смонтировать систему дренажа и отвода грунтовых вод.
Другие виды фундамента
Столбчатую основу используют под легкие здания. Эффективен такой фундамент там, где сильно промерзает почва. Его опускают в грунт ниже точки промерзания на 10-25 см.
Для закладки свай и выбора их типа определяют свойства грунта. Изготавливают такое основание в основном из бетона. Свайные фундаменты глубокого заложения опускаются на глубину 1 м и более, что зависит от несущей способности конструкции.
Самый устойчивый вариант основания здания – плитное или сплошное. Формируется из железобетонных плит. Его заглубливают вниз до 50 см в любой грунт.
Определение глубины для закладки фундамента является комплексной задачей, решать которую необходимо еще на этапе проектирования строительной конструкции.