Расчёт ширины подошвы
Каждый фундамент имеет две горизонтальные плоскости. Верхняя, соприкасающаяся со стенами, называется обрезом, а нижняя, контактирующая с почвой – подошвой. Определение размеров подошвы – главное в его расчёте. На видео Вы сможете увидеть процесс заложения нижней части фундамента.
Для безошибочного расчёта ширины подошвы, кроме веса строения, также надо знать вид грунта, на котором производится строительство. Несущая способность у каждого вида грунта своя. Её определают по таблице:
Мы узнали массу/вес постройки. Теперь, зная вид почвы, можно определить ширину основания монолита.
Общую массу строения увеличим на вес находящейся в нём мебели и несущей платформы, которая также будет оказывать давление на почву, возможный вес атмосферных осадков – снега.
Общая масса дома, учитывая дополнительные нагрузки, составила 200 т. Выбираем ширину подошвы равную ширине блочного материала – 50 см. Длина дома – 3000 см. 3000 умножаем на 50, итог 150000 – площадь дома, которая будет оказывать давление на землю.
Наш дом построен на влажной глине. В среднем она воспринимает вес 2 кг/см2.
150000 умножаем на 2, получаем 300000 кг/см2 – максимальный вес, который выдержит данная почва. Наш дом весит 200 тыс. кг.
300000 – 200000 = 100 тыс. кг – запас прочности.
Грунт легко выдержит постройку, возможны даже дополнительные нагрузки. Ширина основания ленты составит 50 см.
Толщина ленточного фундамента
Конструкционно для железобетонных балок минимальная ширина допускается 15 см, а для ленточных фундаментов (которые представляют из себя свободнолежащие балки на упругом основании) рекомендуется ширина не менее 25 см для легких садовых построек, и ширина не менее 30 см для дачных домов. Ширина ленточного мелкозаглубленного фундамента не может быть меньше ширины опираемой на нее стены.
Однако, кроме конструкционных ограничений есть еще и требования задаваемые несущими способностями подлежащих под фундаментами грунтов. Удельная нагрузка от здания на единицу площади не должна превышать 70% от несущей способности грунта. Регулировать величину нагрузки можно с помощью площади опоры фундамента на грунт. Чем больше площадь опоры — тем меньше удельная нагрузка, передаваемая на грунт.
Методика ориентировочного расчета минимальной достаточной ширины мелкозаглубленного ленточного фундамента. Данная методика определения минимальной достаточной ширины мелкозаглубленного ленточного фундамента основана на представлении о том, что величина удельной нагрузки на единицу площади подлежащего под фундаментом грунта должна быть меньше несущей способности (расчетного сопротивления основания) подлежащего под фундаментом грунта. Разница между нагрузкой от дома и несущей способностью грунта должна быть как минимум на 30 процентов больше в пользу несущей способности грунтов (коэффициент запаса прочности для бетонных конструкций, отливаемых на стройплощадке с удельном всеом менее 1600 кг/м3). Чтобы не утомлять наиболее нетерпеливых читателей, спешащих наконец без лишних сантиментов узнать минимальную достаточную ширину мелкозаглубленного ленточного фундамента, мы публикуем таблицу основанную на данных Британских государственных строительных норм Building Regulations Approved Document A: 2010, 2E3. Британское архитектурное ведомство рассчитало за нас все заранее, а мы постарались немного усреднить и адаптировать представленные данные, чтобы сделать представление данных удобнее:
Теперь, наиболее рисковые и менее любопытные читатели могут бежать отливать свой мелкозаглубленный монолитный ленточный фундамент, а остальные могут узнать, как британцы получили эти данные, и сделать свой собственный более точный расчет для своего собственного дома, чтобы не попасть впросак.
Для выяснения минимальной достаточной ширины мелкозаглубленного ленточного фундамента исходя из несущей способности подлежащих грунтов, необходимо решить уравнение:
| Мертвый вес здания + Полезный вес мебели и оборудования + Снеговая нагрузка + Ветровая нагрузка | х 1,3 = | Ширина фундамента х Длина фундамента х Расчетное сопротивление грунта |
Мертвый вес здания — это сумма весов всех строительных элементов конструкции дома. Чтобы расчитать их нужно воспользоваться следующими таблицами:
| Таблица №5 Нагрузка от 1 м2 стены зданий | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица №6 Нагрузка от 1 м2 перекрытий пролетом до 4, 5 м
|
Рекомендации
Достаточно часто для строительства домов, бань, саун или бассейнов несложной архитектуры можно использовать разные типы фундамента. Прежде чем утверждать проект, можно провести предварительную калькуляцию стоимости фундаментов разных типов. Для этого следует сделать расчет количества блоков, расчет кирпича на цоколь, расчет бетона, арматуры, готовых железо-бетонных свай. Зная стоимость каждого вида материалов и их расход, нужно провести сравнительный анализ и выбрать наиболее экономичный вариант. При этом состояние грунта и архитектура здания должны позволить использовать выбранный тип фундамента.
Как правильно рассчитать фундамент дома
Подготовка
Любое строительство начинается с подсчетов материалов, необходимых для закладки фундамента, каркаса дома, облицовки, систем отопления и водоснабжения и прочего. Без этого нельзя точно рассчитать нагрузку на основание и правильно выбрать его тип в соответствии с имеющимися геодезическими изысканиями участка под строительство.
Начинать работу и все подсчеты нужно именно с геодезии, чтобы узнать:
- глубину промерзания грунтового слоя;
- высоту нахождения грунтовых вод;
- какой грунт залегает на участке, из таблиц выяснить такие показатели, как плотность, сыпучесть, морозное пучение и прочие.
Имея на руках экспертные данные, можно начинать расчет фундамента.
Внимание! При расчете нагрузок на основание мебель еще не закуплена. Но включить массу предполагаемого оборудования, мебели, сантехники и людей нужно
Расчет нагрузки стен и кровли
Каждый вид конструкции имеет различный удельный вес. В качестве примера можно использовать следующие данные для вычисления нагрузки несущих стен. Масса 1 кв. м:
- каркасного строения вместе с утеплителем — 30−50 кг;
- стены из бревна или бруса — 70−90 кг;
- кирпичная кладка — 200−270 кг;
- конструкция из железобетона — 300−350 кг.
Эти величины соответствуют весу конструкции, у которой несущие стены толщиной в 150 мм, и уже по ним можно рассчитать нагрузку на подошву фундамента.
Теперь нужно вычислить удельный вес 1 кв. м перекрытия, которое может быть:
- деревянным, с утеплительным слоем. Вес прямо пропорционален сечению балки и толщине утеплителя. Его среднее значение — 70−300 кг;
- монолитным, плиточным, железобетонным. Такой вариант перекрытия весит не менее 500 кг на 1 кв. м.
Не стоит забывать о крыше. Здесь разброс нагрузки на 1 кв. м — от 20 до 80 кг. На вес влияет выбор покрытия, гидроизоляционных материалов, балок перекрытия, конструкции самой кровли.
Внимание! При общем расчете необходимо учитывать переменные составляющие нагрузок, такие как масса снега, ветер и другие метеорологические факторы. Эти данные должны быть в проекте дома
Знание используемых материалов в строительстве поможет рассчитать фундамент.
Ленточный вид ФМЗ
Этот вид самый популярный при частном строительстве. Область его применения — от легких каркасных построек до тяжелых домов из камня. Если обустройство фундамента предполагает утепление и дренаж, возведение допустимо на всех видах грунта.
Устройство ленточного фундамента выглядит как непрерывная полоса из бетона с внутренней армировкой. Такая конструкция равномерно распространяет вес стен сооружения и передает их подошве. Существует несколько различных конструкций:
- монолитная заливка с армирующими поясами;
- сборно-монолитная, армированная по всей длине;
- блочная со сплошной двойной армировкой.
Возведение ленточного типа ФМЗ обладает целым рядом преимуществ. Основными преимуществами являются:
- стоимость материалов ниже на 40-50%, чем аналогичные сильнозаглубленные;
- стоимость работ также гораздо меньше, глубокую траншею рыть не нужно, опалубка возводится небольшая и без особых проблем.
Для создания подвального помещения необходимо довести глубину заложения до размеров подвала.
Норма глубины заложения фундамента
Когда подбирают тип основы, учитывают ее особенности. Для обеспечения прочности здания подойдет вариант, соответствующий условиям эксплуатации. Но есть одна закономерность: чем менее устойчивая почва, тем глубже должна быть заведена конструкция. Одновременно решается вопрос быстро промерзающей земли. Варианты основ, рассматриваемых для строительства жилых домов:
- ленточный;
- ленточно-столбчатый;
- плитный (монолитный);
- свайный.
Принимают во внимание нагрузку, оказываемую зданием, учитывают и вес его основы. В таблице представлены разные виды конструкций, каждый рекомендован для строительства на определенных грунтах:
| Тип основания | Советы по монтажу на почве разных типов |
| Монолитный ленточный | Слабопучинистый, ненасыщенный влагой |
| Ленточно-столбчатый | Для грунтов, характеризующихся высоким уровнем промерзания, пучение должно быть умеренным |
| Монолитный плитный — ЖБК | Наиболее пучинистый |
| Свайный | Универсальный вариант, подойдет для любых грунтов, кроме скального |
Как воспринимают разные типы конструкций те изменения, что происходят в почве:
- ленточная разновидность хуже переносит давление изнутри, оказываемое слоем земли, от чего быстро разрушается – нагрузка вследствие воздействия сил пучения распределяется неравномерно;
- плитная конструкция лучше справляется с нагрузкой, т. к. отличается большой площадью, представляет собой цельное ЖБ-изделие, под действием сил пучения плита «плавает», а с ней и постройка, что препятствует растрескиванию основания, такое сооружение можно создавать выше уровня промерзания почвы даже там, где земля сильно подвержена силам пучения;
- свайная разновидность благодаря длине опор достигает прочного слоя грунта на существенной глубине, эта особенность обеспечивает устойчивость конструкции даже в болотистой местности, на мелкофракционном песке.
Плитно-свайное сооружение проявляет себя еще лучше, чем перечисленные виды, т. к. объединение надежных элементов дополнительно увеличивает противодействие силам пучения. Рекомендации по обустройству основы постройки (указывается минимальная величина глубины по каждому из типов):
- ленточный: мелкозаглубленный – 50 см, среднезаглубленный – до 100 см, заглубленный – от 120 до 150 см, редко обустраивают основу до 2 м глубиной – в местности с наиболее суровым климатом;
- столбчатый: берется стандартное значение 20-40 см – на столько подошва основания дома должна быть ниже уровня промерзания грунта;
- плитный: глубина минимальная, выбирается любое значение из диапазона 0,2-0,5 м, притом, что толщина самого фундамента обычно равна 1 м.
Особенности почвы на участке
Для того чтобы блочный одноэтажный дом из газо- или пеноблоков прослужил десятилетия и не был подвержен разрушениям, стоит скрупулезно подойти к анализу грунта на участке под застройку
Для того чтобы блочный одноэтажный дом из газо- или пеноблоков прослужил десятилетия и не был подвержен разрушениям, стоит скрупулезно подойти к анализу грунта на участке под застройку. Поскольку для неосведомленного мастера почва может таить в себе различные «сюрпризы». Таковыми являются:
- Чрезмерная увлажненность грунта. В этом случае стоит сначала продумать систему отвода воды с участка и спроектировать систему дренажа, которая будет работать и в дальнейшем, уберегая выбранный для дома фундамент от разрушений.
- Сыпучесть грунта. В этом случае потребуется дополнительное укрепление фундамента или выбор в сторону комбинированного ленточного основания для дома. Поскольку непостоянство грунта может привести к перекосу дома в будущем и как следствие, его разрушению.
- Близкое расположение грунтовых вод к поверхности. Здесь при выборе типа основания необходимо учитывать риск негативного воздействия на фундамент.
- Сложный рельеф на участке. Здесь, вероятнее всего, также придется комбинировать основание либо делать его сборным, чтобы дом являл собой монолитное строение.
Важно: все эти параметры выявляются путем проведения сложного анализа в лабораторных условиях. Процедура достаточно дорогостояща, но пренебрегать ею не стоит, полагаясь на полученные ранее данные соседями
Вполне возможно, что грунт на участке соседа и участке под настоящую застройку кардинально отличаются. Поэтому лучше один раз потратиться, чем потом в действительности понять смысл поговорки «скупой платит дважды».
Для забора грунта на анализ необходимо пробурить скважину, глубина которой будет достигать 2 метров. На отметке каждые 20 см необходимо взять порции грунта и загрузить их в ёмкости с соответствующей глубине забора маркировкой. При этом подобных скважин лучше пробурить несколько по всему периметру участка, чтобы получить действительную картину относительно свойств почвы на нём.
Грунтовые воды и глубина закладки фундаментов
- Воды залегают более чем на два метра ниже отметки Уровня Промерзания (в дальнейшем УП) — фундамент выкапывают от 0,5 метров и ниже.
- Почвенные воды менее двух метров и ниже УП. В этом случае, от дна фундамента до уровня промерзания засыпают и хорошо утрамбовывают песчаную подушку, а заглубление фундамента копают глубиной от 0,5 метров и более.
- Но если почвенные воды близки к УП, то заложение фундамента проводят ниже УП на 0,1 метра и более.
- Когда на участке, почвенные воды подходят высоко, то фундамент надо копать ниже УП грунта.*
- *исключение: если строится на песчаных почвах и помещение регулярно отапливается в холодной время.
Глубина закладки ленты назначается без учёта показателя глубины промерзания, в том случае, когда фундамент копается на не пучинистой почве.
Другая возможность не привязываться к отметке промерзания в расчёте глубины закладки — выполнение «особых теплотехнических мероприятий», исключающих промерзание. К ним относят: вертикальное утепление фундамента и утепление грунта*.
Минимально рекомендуемые глубины для закладки ленточных фундаментов (в соответствии с нормами СНиП II-Б.1. 62).
| Глубина (расчётная) промерзания не пучинистого грунта. | Глубина промерзания (расчётная) твёрдого, полутвёрдого и слабопучинстого грунта. | Рекомендуемая глубина для фундаментов. |
| 3,0 метра | от 1,5 до 2,6 метра | 1,0 метра |
| от 2,6 до 3.1 метра | 1,5 метра |
Объективная глубина фундамента для дома с неотапливаемыми подвалами (на основе глубины залегания уровня почвенных вод и отметки промерзания).
| Тип грунта расположенный ниже подошвы фундамента, залегающий на глубине не ниже нормативной отметки промерзания | Глубина фундамента исходя из уровня почвенных вод и с учётом отметки промерзания | |
| Показатель отметки подземных вод, выше УП почвы: > 2-х метров | Показатель отметки подземных вод, ниже УП почвы: > 2-х метров | |
| Пески гравелистые крупной и средней фракции, скалистые и крупнообломочные с песчаным заполнением | не зависимо от отметки глубины промерзания | не зависимо от отметки глубины промерзания |
| Пески мелкой и пылеобразной фракции | не меньше глубины промерзания | не зависимо от отметки глубины промерзания |
| Супеси | не меньше отметки глубины промерзания | не зависимо от отметки глубины промерзания |
| Глины и суглинки в т.ч. с пылевым наполнением | не меньше отметки глубины промерзания | не менее ½ части глубины промерзания |
* информация, изложенная в данной таблице, адаптирована на основе вышеуказанного СНиПа.
А это, полезная карта глубин промерзания глинистых (суглинистых) почв на большей части РФ:
— Петрович, — что такое, серая неплодородная почва из 5 букв? — бетон.
Ещё один показатель – сопротивление грунта. Ниже представлена таблица с расчётным сопротивлением основных грунтов (для РФ).
Таблица № 3. Расчётное сопротивление основных видов грунта.
| Виды грунта | кПа | кг/см² |
| Глина твёрдая | 160-300 | 1,6-3,0 |
| Песок (крупное зерно) в т.ч. гравелистые | 360-460 | 3,6-4,6 |
| Песок (среднее зерно) | 250-360 | 2,5-3,6 |
| Песок (мелкое зерно) в т.ч. пылеватые | 250-360 | 2,5-3,6 |
| Песок средней плотностью | 110-210 | 1,1-2,1 |
| Супеси (в т.ч. твёрдые и пластичные) | 260-360 | 2,6-3,6 |
| Суглинки (в т.ч. твёрдые и пластичные) | 160-300 | 1,6-3,0 |
| Глина (пластичная) | 410-600 | 4,1-6,0 |
| Гравий, щебень, галька | 510-650 | 5,1-6,5 |
Общую ориентировочную нагрузку можно рассчитать, с помощью нижеприведенных таблиц.
Ленточный фундамент – один из самых надежных и долговечных фундаментов в частном строительстве. Это обусловлено тем, что монолитная железобетонная лента способна выдерживать колоссальные нагрузки. Но, к сожалению, не все знают, что надежность такого фундамента во многом зависит от его глубины заложения в грунт.
Несмотря на то, что глубина устройства ленточного фундамента не является единственным показателем надежности и долговечности, она играет огромную роль в целостности всего дома в процессе его эксплуатации. Железобетонная лента любых размеров и марки бетона может со временем лопнуть, если она будет неправильно размещена в грунте, не учитывая его особенности.
Для того, чтобы не запутаться во всех типах фундаментов и грунтах, попробуем разобраться во всем по порядку. Сначала разберем типы монолитных лент, а затем конкретно для каждого типа ленточного фундамента определимся с глубиной заложения.
Заглубление ленточного фундамента
Сначала нужно определиться с тем, каким будет ленточный фундамент: глубина определяется после выбора типа основания. Для легких сооружений каркасного типа, из дерева и пенобетона, небольших кирпичных зданий подойдет мелкозаглубленный фундамент, который можно возводить на слабосыпучих грунтах. Обычно его глубина составляет до 70 сантиметров.
Заглубленный тип основания проектируют для сооружений, возводящихся на пучинистых грунтах, со стенами и перекрытиями, имеющими немалый вес. Данный тип конструкции также применяют в случаях проектирования домов с подвалом. Глубина ленточного фундамента для дома в таком случае составит показатель глубины промерзания почвы плюс 20-30 сантиметров. Под внутренние стены допускается закладывать основание меньшей глубины.
Для отапливаемых сооружений допускается рассчитывать, на сколько заглублять ленточный фундамент, без учета уровня промерзания грунта. Но тогда завершать все строительные работы нужно до окончания теплого сезона либо же задуматься о мерах, противодействующих промерзанию грунта, которые будут актуальны в процессе проведения работ.
Минимальный показатель глубины ленточного фундамента заглубленного типа для неотапливаемого здания составляет:
среднестатистический показатель уровня промерзания грунта + 10% + 20-30 сантиметров; для строения отапливаемых – уменьшение значения на 20-30%. Если предполагается обустраивать подвал, все измерения выполняют от его пола.
https://youtube.com/watch?v=Fk4tiD–tqM
Решая, на какую глубину копать на песчаных и сухих грунтах, стоит учесть, что по нормативам допускается заглублять выше линии промерзания почвы. Но только при условии, что подошва основания располагается к уровню земли не ближе 50-60 сантиметров. При условии близкого прохождения грунтовых вод и необходимости в большей глубине ленточный кирпичный фундамент не применяют. На сильнопучинистых и глубокопромерзающих почвах от любого типа ленточного фундамента для дома вообще желательно отказаться.
Стоит помнить, что фундаменты здания основного и всех примыкающих к нему пристроек должны проходить на единой глубине. Если же есть разница в нагрузках на фундамент, допускается разность глубины закладки. В таком случае по всей длине основания делают уступы высотой 30-60 сантиметров с косыми углами любой величины, которые призваны соединять части конструкции на разных уровнях.
Типы и виды фундамента для строений из дерева
Типы и виды фундамента
На данный момент выделяются следующие типы фундаментов для деревянного дома:
- ленточный;
- столбчатый;
- свайный;
- плитный.
Ленточный фундамент
Ленточный фундамент
Ленточная конструкция является самой широко распространенной на сегодняшний день. Ее можно разделить на следующие группы:
- Заглубленная.
- Мелкозаглубленная.
- Незаглубленная.
Возведение заглубленного ленточного фундамента актуально в том случае, если глубина промерзания грунта значительна, грунтовые воды находятся очень близко к поверхности или строение будет иметь подвал, цокольный этаж или гараж.
Мелкозаглубленная конструкция лучше всего подходит именно для домов из дерева. Это объясняется тем, что вес таких строений гораздом меньше, чем кирпичных. Высота для деревянного дома над землей варьируется в диапазоне от тридцати до пятидесяти сантиметров. По этой причине он используется в тех ситуациях, когда требуется сэкономить на фундаменте без потери его качества.
Незаглубленный фундамент подходит для небольших деревянных построек или те, которые необходимы только на время.
Процесс возведения ленточного фундамента можно представить в виде следующих этапов:
- Рытье котлована. Значение глубины фундамента деревянного дома в обязательном порядке должно быть больше, чем значение глубины промерзания грунта (примерно на двадцать сантиметров). Что же касается ширины котлована, то это значение равно ширине фундамента, к которой добавлено полметра для опалубки и удобства работы.
- Создание подушки из песка и цемента. На дно котлована помещается смесь песка и цемента. Толщина слоя должна составлять не менее пятнадцати сантиметров, а лучше – двадцати сантиметров. Смесь необходимо уплотнить: для этого она сначала поливается обычной водой, а затем утрамбовывается. Предназначение песчано-цементной подушки – снижение нагрузки на конструкцию.
- Создание опалубки. Чтобы поверхность конструкции была максимально ровной, сбивать опалубку нужно с внутренней стороны, а гвозди вбивать с внешней. При следовании этому совету также облегчится демонтаж опалубки.
- Установка распорок.
- Укладка арматуры. Соединять элементы между собой посредством сварки нельзя ни в коем случае: можно пользоваться только проволокой.
- Прокладка труб. Они необходимы для коммуникаций.
- Заливка бетона.
Столбчатый фундамент
Столбчатый фундамент
Эта конструкция подходит для почвы с серьезной глубиной промерзания, которая в то же время регулярно вспучивается. Также этот фундамент может быть применен на неровной местности.
Устройство столбчатой конструкции предполагает применение блоков из бетона, кирпичей и асбестовых труб. Поэтому он не подходит для строений с подвалом или цокольным этажом.
Технология возведения столбчатого фундамента выглядит следующим образом:
- Определяется место, на котором будут установлены столбы. Несмотря на то, что расстояние между ними определяется размером дома, оно не должно быть меньше полутора метров.
- Установка столбов. Они углубляются в грунт ориентировочно на 50 – 70 см. При этом под каждым из них должна быть изготовлена песчано-цементная подушка.
Свайный фундамент
Свайный фундамент
Такие дома строятся на территориях с неровным рельефом или в том случае, если почва неустойчива. Также он подходит в ситуации, когда уровень залегания грунтовых вод высок или часто меняется.
Свайная конструкция устраивается практически также, как столбчатая. Единственным отличием является то, что элементы в этом случае не просто углубляются в землю, а ввинчиваются. Это возможно благодаря тому, что на конце каждой сваи имеется бур.
Плитный фундамент
Плитный фундамент
Плитный фундамент незаменим при подвижном грунте. Устройство этого фундамента предполагает изготовление монолитной плиты из бетона с армированием. Ее площадь в точности соответствует площади дома. Одним из плюсов такой плиты является то, что она подвижна, благодаря чему дом при движении грунта не повреждается.
Плитный фундамент возводится следующим образом:
- Сначала вырывается котлован. Так как он будет большого размера, то, скорее всего, без привлечения спецтехники обойтись не получится.
- Создание подушки из цемента и песка.
- Укладка арматуры.
- Заливка бетоном.
Устройство плитного фундамента – задача не из легких. Главная трудность этой работы заключается в достижении равномерного высыхания бетона по всей поверхности плиты. Поэтому, если плиточный фундамент – единственно возможный вариант, то лучше всего обратиться за помощью к специалисту.
От чего зависит глубина
Главной причиной неустойчивости, деформации, а порой и разрушения фундаментов, является неравномерное поднятие монолита вследствие вздутия определённых видов почв. Связано оно с явлением морозного пучения, когда превратившаяся в лёд вода при оттаивании начинает расширять свой объём, и выталкивать мешающие ей твёрдые частицы.
При мелком заложении силы пучения действуют на фундамент не только по касательной, но и под подошвой
От уровня грунтовых вод
Увеличение объёма грунта тесно связано с уровнем, на котором находятся грунтовые воды – хотя это и не единственный вид влаги, которая в нём присутствует. Есть ещё и поверхностная вода, появляющаяся в результате выпадающих дождей. Впитываясь в почву, она может заполнять имеющиеся в ней локальные пустоты и образовывать верховодку.
- Эта вода чаще всего располагается в пределах границ промерзания грунта, поэтому и создаёт проблемы. Чем глубже промерзает грунт, тем больше вероятность того, что в лёд превратится не только верховодка, но начнёт замерзать и вода из постоянного горизонта.
- Хуже всего то, что вспучивание при оттаивании происходит неравномерно – это вызывает перераспределение нагрузок и появление трещин не только на стенах здания, но и в самом фундаменте. Сила пучения бывает велика настолько (до 15 тн/м²), что способна приподнять не только небольшой дом в два этажа, но и высотное здание.
- Это значит, что при высоком уровне грунтовых вод, которые перекрываются глубиной промерзания, необходимо: выбрать самый надёжный фундамент без оглядки на его стоимость, либо принять меры по понижению УГВ, которые, впрочем, тоже повлекут определённые затраты.
Монолитная плита с ростверком – один из самых надёжных фундаментов
Если грунтовой воды поблизости нет, уровень промерзания особого значения не имеет – исключение вечная мерзлота. В сухих грунтах можно применять и ленточные фундаменты мелкого заложения (с закладкой не более в 50 см от поверхности) – ведь ленту, как и плиту, тоже можно защитить путём утепления контура плитами ЭППС.
От типа грунта на участке
Кроме пучения есть и другие проблемы, которые нужно решить за счёт правильного выбора глубины заложения. Это определение уровня залегания плотного высокопрочного пласта, на который можно опереть фундамент, ведь верхние слои очень часто обладают большой степенью сжимаемости, и как следствие – малой несущей способностью. Причиной тому не только метеорологические факторы, но и особенности деятельности флоры и фауны.
Именно поэтому столько говорится об обязательном исследовании грунта, которое позволит установить, на какой глубине находится несущий пласт. Она и определяет отметку заложения фундамента, хотя при этом приходится учитывать и:
- гидрогеологию участка;
- рельеф участка;
- климатические особенности местности;
- конструктивные особенности возводимого здания (в основном, наличие подвала);
- имеющиеся рядом сооружения (соседние здания, подземные коммуникации) – следует исключить вероятность размыва грунта при утечке воды.
В непучинистых грунтах (это средние и крупные гравелистые грунты, крупнообломочные, скальные, сухие и плотные глины) глубина закладки фундамента вообще не зависит от границ промерзания. Здесь при выборе глубины заложения подошвы ориентируются только на тип грунта.
В остальных случаях строительные правила рекомендуют заглубляться до отметки УПГ. В соответствии с нормативными показателями промерзания на территориях страны, минимальная отметка заложения для фундаментов под наружные стены составляет 70 см, под внутренние – 50 см от земли или чистого пола подвала.
Определение величины заглубления фундамента
Выбор глубины для закладки фундамента начинается с расчета глубины промерзания земли на участке при учете режима отопления. Вычисления проводят с использованием формулы:
- Dfn – нормативный показатель глубины промерзания
- Df – расчетный показатель глубины промерзания
- Kn – коэффициент, соотносящийся с режимом отопления строения (по СНиПу 2.02.01-83)
Потом определяют свойства почвы непосредственно на месте закладки основания. Достаточно выкопать шурф и взять образцы грунта.
Грунт можно выбрать даже после самостоятельного (но тщательного) изучения в поле. Достаточно взять землю в ладони, размять, скатать шнуром, попробовать сделать из него кольцо и посмотреть на результат: целое кольцо говорит о глинистой почве, распадающееся – о суглинке, рассыпающееся в процессе сворачивания – почва, скорее всего, из супеси. Но самый оптимальный метод – обратиться к специалистам.
Полученные данные позволяют определить, какой глубины делать ленточный фундамент. Обычно для вычислений используют таблицу 2 СНиП 2.02.01-83. При условии, что уровень грунтовых вод расположен на 2 (и более) метра ниже границы промерзания земли, фундамент закладывают на определенную глубину в соответствии с типом грунта.
Оптимальная глубина фундамента:
- Гравелистые, средние/крупные пески – 50 сантиметров
- Мелкие пески, супеси – минимум 50 сантиметров
- Суглинки, глины, грунты крупнообломочные – минимум 0.5 Df
В случае, когда грунтовые воды расположены ближе 2 метров к границе промерзания Df, основание проектируют на глубине минимум величины Df.
Расчет несущей способности фундамента дома
Последствия неправильного расчета несущей способности фундамента
Сразу же после сдачи любого сооружения в эксплуатацию, происходит процесс медленного опускания фундамента за счет прикладываемых нагрузок. Фундамент всегда опускается на расчетную глубину, это значение всегда учитывается и закладывается при проведении расчетов.
Большие, неравномерные осадки оснований влекут за собой деформацию конструкций с дальнейшим разрушением здания. Как правило причина кроется в неправильном расчете несущей способности фундаментов, а также из-за ошибок в расчетах допустимых нагрузок на грунты.
Необходимость геологических исследований
Для определения типа фундаментов, а также в расчете ориентировочной просадки грунтов зоны строительства, в обязательном порядке проводятся геологические исследования.
С их помощью определяется тип почвы, глубина промерзания, уровень залегания грунтовых вод, структура грунта и прочие параметры.
Важно
Поэтому несущая площадь фундамента должна быть такой, чтобы ее масса вместе с будущим зданием не превышала расчетное сопротивление грунта на строительной площадке.
Только тогда получится качественный, надежный фундамент, способный выдерживать горизонтальные и вертикальные нагрузки. При этом строить дополнительные этажи без укрепления существующего фундамента запрещено, так как в таком случае резко увеличивается масса объекта в целом.
Что подразумевают под расчетной способностью грунтов?
Данные о несущей способности различных типов грунта для расчета фундамента
Несущую способность грунтов оценивают в комплексном порядке при расчете фундаментов и сооружений. Главная цель такого расчета – это обеспечить прочность, устойчивость грунтов под подошвой фундамента, не допустить сдвиг здания по подошве в любую сторону.
Нарушение правильного состояния здания может привести не только к накоплению осадок, но впоследствии к нарушению конструкции самого основания.
На фундамент также влияют вертикальные, горизонтальные нагрузки со стороны почвы и самого здания, поэтому грунт может просто не справиться с такой массой.
Именно по этой причине особое внимание уделяют расчетам несущей способности оснований фундаментов, чтобы максимально определить допустимую зону нагрузки и защитить грунт от полного разрушения
Какие факторы влияют на состояние грунта и основания?
Таблица с указанием допустимой нагрузки на грунт для расчета несущей способности основания
На несущую способность влияет огромное количество различных факторов, среди которых стоит отметить:
- вид и характер нагрузок − вертикальная, наклонная, горизонтальная или, непосредственно, нагрузка под подошвой;
- распределение центра тяжести площади фундамента относительно эксцентричной нагрузки;
- размеры, характеристики, габариты и материал выполнения подошвы;
- структура грунта;
- форма подошвы;
- глубина погружения основания в грунт, а также наличие под подошвой мягких осадочных пород с малой сопротивляемостью;
- насколько ровно расположена подошва относительно горизонтали;
- степень однородности почвы;
- наличие внешних факторов, которые могут нанести вред подошве, такие как вибрация, сейсмические сдвиги, сезонный подъем грунтовых вод.
Все расчеты несущей способности оснований нужно делать по СНиП Поэтому, обеспеченная несущая способность вычисляется по формуле: F ≤ YcFu/Yn, где:
Как уменьшить глубину заложения ленточного фундамента
После проведения всех расчетов по глубине заложения ленточного фундамента, частенько бывает так, что с учетом грунта и региона, его необходимо заложить очень глубоко. От сюда возникает вопрос о том, как сократить расходы и уменьшить глубину.
Существует несколько способов уменьшения глубины заложения ленточных фундаментов, все они основаны на том, чтобы уменьшить значение основных факторов, влияющих на фундамент.
Уменьшение глубины промерзания грунта
Изменить климат в регионе мы, конечно же, не сможем, но сможем изменить глубину промерзания, конкретно под подошвой фундамента, утеплив сам фундамент и грунт, прилегающий к нему с наружной стороны.
Таким образом мы сможем уменьшить глубину заложения фундамента, а также сократить расходы на него.
Отвод грунтовых вод от ленточного фундамента
Еще один действующий способ уменьшения глубины заложения ленточного фундамента – отвод воды от него.
Делается это с помощью устройства хорошей дренажной системы, которая отведет значительную часть воды от фундамента и не даст ей пагубно воздействовать на него.
Песчаная или песчано-гравийная подушка под фундаментом
В случае, когда на участке пучинистые слои грунта залегают достаточно глубоко, ленточный фундамент также придется закладывать на большую глубину. Уменьшить ее можно, заместив пучинистый грунт песчаной или песчано-гравийной подушкой.
Другими словами, необходимо выкопать глубокую траншею до твердых грунтовых пород, а после этого устроить там массивную песчано-гравийную подушку, которая распределит нагрузку от фундамента и дома на грунт равномерно и не даст силам пучения пагубно воздействовать на фундамент.
Подушку желательно делать не только под подошвой фундамента, но и рядом с ним, как показано на схеме.
Стоит отметить, что самым надежным методом уменьшения глубины заложения ленточного фундамента, является комбинированный способ, т.е. и устройство подушки, и утепление, а также устройство дренажа, если это понадобится.
