Главная

Глубина заложения фундамента: аудит значимости влияющих факторов. Пример определения глубины заложения фундамента Схема глубины залегания фундамента

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

Глубина заложения фундаментов зависит от многих факторов, таких как рельеф поверхности, инженерно-геологические условия площадки под строительство, конструктивные особенности дома, глубина промерзания грунтов, глубина расположения подземных вод и другое.

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.

Итак, приступим.

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 (d fn), в метрах, которая определяется по формуле:

где d 0 - 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 d 0 определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

M t - коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по таблице 5.1 СП "Строительная климатология"

Для Москвы:

Определяем M t:

M t =7,8+7,1+1,3+1,1+5,6=22,9

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

d fn =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 d 0 , 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 (d f).

Для этого используется формула:

k h 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".

k h для отапливаемых зданий определяется по таблице:

Особенности сооружения	Коэффициент k h при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, о С
Особенности сооружения		20 и более
Без подвала, с полами устраиваемыми:
по грунту
на лагах по грунту
по утепленному цокольному перекрытию
С подвалом или техническим подпольем

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

Считаем расчетную глубину промерзания:

Неотапливаемое в зимний период здание d f = 1,1*1,1= 1,21м. Округляем в большую сторону и принимаем d f =1,25м

Отапливаемое здание без подвала, с полами по утепленному цокольному перекрытию: d f = 0,7*1,1= 0,77м. Принимаем d f =0,8м

Отапливаемое здание с холодным подвалом с отрицательной температурой d f = 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 d w , м, при

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

Информацию про глубина заложения фундамента, вычисление глубины заложения, СНИП, Вы узнаете как определить глубину заложения фундамента, мелкозаглубленного и ленточного фундамента и глубины их заложения. Вопрос от клиента:

Мы решили развернуто ответить на вопрос клиента, и предлагаем ему целую информационную статью по данной тематике.

Определение глубины заложения фундамента - первоочередной этап проектирования всех видов железобетонных оснований .

Из данной статьи вы узнаете, что необходимо учитывать при определении глубины заложения фундамента , на какую глубину принято заглублять ленточные основания разных типов и как самостоятельно рассчитать ГЗФ согласно требованиям действующих "Строительных норм и правил".

Рис. 1.1

Что нужно учесть при вычислении глубины заложения фундамента

В строительной практике глубина заложения ЖБ оснований - ленточных , плитных и столбчатых , рассчитывается на основании трех определяющих факторов:

Геологических условий на строительном участке;
Конструктивных особенностей возводимой постройки;

Расчет глубины заложения производится по каждому из 3-ех вышеперечисленных факторов, и в качестве проектной глубины принимается наибольшая из полученных величин ГЗФ.

Геологические условия на строительном участке

Анализ геологический условий стройплощадки необходим для определения глубины размещения несущего слоя почвы, на который должна опираться подошва основания.

В несущий слой почвы подошва основания должна быть заглублена как минимум на 20 сантиметров;
Общая глубина заложения основания, при любых условиях, не должна быть меньше 50-ти сантиметров;

Также выполняется определение уровня грунтовых вод. В идеале, основание должно закладываться выше этого уровня, однако нередко встречаются ситуации, когда глубина промерзания грунта и УГВ одинаковы, либо грунтовые воды вообще поднимаются выше уровня промерзания .

Рис. 1.2

Если заложение фундамента выше УГВ невозможно, вокруг основания обустраивается дренажная система из труб, опоясывающих периметр фундамента. Наличие дренажной системы позволяет отвести воду от расположенного рядом с фундаментом грунта, благодаря чему уменьшаются силы морозного пучения почвы , возникающие в холодное время года.

Глубина промерзания почвы

Ключевым фактором, влияющим на величину ГЗФ, является глубина промерзания почвы . Особенно важным данный фактор становится в условиях строительства на склонной к пучению почве , к которой относится:

Влагонасыщенный песчаный грунт;
Пылистая и мелкая песчаная почва;
Высокопластичная глинистая почва;
Глинистый суглинок.

Рис. 1.3

В холодное время года, при промерзании почвы, влага, которой она пропитана, превращается в лед, увеличивая свой объем на 3-9%.

Из-за огромной плотности нижних пластов грунта, увеличившаяся в объеме почва не может расширятся вниз, и она начинает давить вверх, оказывая на основание выталкивающие нагрузки вертикального и касательного воздействия.

Следствием пучения являются деформации оснований - ленточные и плитные фундаменты перекашиваются, стены покрываются трещинами, выпирают оконные и дверные рамы.

Конструктивные особенности возводимой постройки

Глубина заложения фундамента определяется с учетом следующих конструктивных особенностей возводимого строения:

Наличие цокольного этажа либо подвального помещения;
Наличие оснований под отдельно стоящее оборудование;
Характер и сила нагрузок, которые здание будет оказывать на несущий фундамент (ветровые, снеговые и от массы сооружения);

Рис. 1.4

Глубина заложения фундамента СНИП

Требования и правила по определению глубины заложения железобетонных фундаментов приведены в нормативном справочнике СНиП № 20201-83 "Фундаменты зданий и сооружений".

В пункте 2.25 данного документа приведены формулы и таблицы, с помощью которых на практике можно рассчитать глубину заложения ЖБ фундаментов. Для этого потребуются такие исходные данные:

Тип почвы;
Ежемесячная и среднегодовая температура в регионе;
Технический проект постройки;
Глубина размещения грунтовых вод.

Рис . Глубина заложения ленточного фундамента исходя из глубины промерзания

Как и чем определить глубину заложения фундамента

Основное влияние на ГЗФ оказывает глубина промерзания почвы, так что расчеты по выявлению ГЗФ требуют предварительного определения данной величины и сопоставления полученного результата с нормативной таблицей.

Рис. 1.5

Для примера произведем расчет глубины заложения основания под дом из сруба, место строительства - Москва.

Рассчитываем нормативный показатель глубины промерзания почвы

Делается это по формуле:

Dfn = d0√Mt

Где d0 - коэффициент, величина которого отличается для разных видов почвы:

Глинистый и суглинистый грунт - 0,23;
Супесь, мелкий песчаный грунт - 0,28;
Средняя и крупная песчаная почва - 0,30;
Скальной грунт - 0,34;

√Mt - это квадратный корень всех минусовых месячных температур в регионе за один календарный год. Узнать среднемесячные температуры в конкретных регионах России можно в приложении 5.1 к СниП №23-01-99 "Строительная климатология".

Для Москвы среднемесячные температуры будут следующими:

На основании таблицы определяем √Mt (суммируем только минусовые температуры): √5,6+1,1+1,3+7,1+7,8 = 4,78.

Dfn = d0√Mt = 0,23*4,78 - 1,1 м.

Коэффициент 0,23 взяли для глинистой почвы и суглинка, которые преобладают в столице России.

Определяем расчетную глубину промерзания почвы под конкретным зданием

Расчетная ГПП, на основании которой будет определятся глубина заложения фундамента, высчитывается по формуле:

Df = Kh*Dfn

В которой, Dfn - уже рассчитанная нами величина нормативного промерзания, а Kh - коэффициент, который отличается для отапливаемых и неотапливаемых зданий.

Для неотапливаемых помещений, если они расположены в регионах с плюсовой среднегодовой температурой (в Москве - +5,4) он всегда равен 1.1.

Коэффициент Kh для отапливаемых помещений вы можете узнать из нижеприведенной таблицы.

Таблица 1.2

Теперь мы можем определить расчетную глубину промерзания почвы в Москве под разными сооружениями:

Отапливаемая постройка с неотапливаемым подвалом: Df = 1×1.1 = 1.1 м;
Отапливаемая постройка с утепленным цоколем, без подвала: Df = 0.7×1.1 = 0.8 м;
Неотапливаемая постройка, без подавала: Df = 1.1×1.1 = 1.21 м.

Определяем глубину заложения основания

Пользуясь данными таблицы соотношения уровня грунтовых вод и ГПГ мы можем определить оптимальную глубину заложения ЖБ основания, которая позволит свести к минимуму воздействующие на фундамент в холодное время года силы пучения.

Таблица 1.2

Ленточный фундамент глубина заложения

В зависимости от глубины заложения классифицируют два вида ленточных фундаментов - глубокого и мелкого заложения.

Ленточный фундамент глубокого заложения обустраивается на склонной к морозному пучению почве, из-за выталкивающих нагрузок которой любой другой фундамент бы деформировался. На таком фундаменте могут возводится тяжелые кирпичные дома, здания из сруба либо многоэтажные газобетонные постройки.

Рис. 1.6

Глубина заложения фундамента дома зависит от нескольких важных составляющих. На возведение основания постройки затрачивается значительная часть денежных средств.

Правильно рассчитанная глубина фундамента гарантирует качество и долговечность здания, потому очень важно правильно выполнить все расчеты.

Экономия на таком важном этапе может привести к дополнительным затратам на исправление ошибок в будущем. Но глубже – не означает лучше, и иногда лучше уплотнить грунт, чем чрезмерно заглублять основание здания.

От чего зависит глубина заложения

Правильный расчет углубления основания постройки является залогом того, что строение будет стоять долгие годы без усадки и трещин.

При планировании величины углубления фундамента важную роль играют такие факторы:

Нагрузка на основание от здания и наличие подземных построек (подвалов, гаража). Необходимо обратить внимание на план здания и учесть тяжесть материалов, из которых будет строиться дом.
Состав компонентов почвы, уровень промерзания земли.
Степень рельефности площадки для строительства.
Уровень залегания подземных источников, зависящая от сезона и погоды.
Какие коммуникации будут прокладываться под зданием (они не должны располагаться ниже основания фундамента).

Как влияет состав почвы на глубину закладки фундамента

Песчаный грунт не требует большого заглубления основания

Хорошо, если на участке однородный состав почвы. От этого фактора напрямую зависит устойчивость строения, оно будет крепким и долговечным. Выбрать достаточно малую углубленность основания постройки можно на скальном, каменистом грунте, предварительно сняв верхний слой почвы.

Основание глубиной более 500 мм заливают на «хрящевом» грунте, состоящем из гравия и крупных пород. Степень замерзания земли в этом случае не будет воздействовать на основание дома. Но при этом также важно правильно определить уровень залегания подземных вод и нагрузку от постройки.

Основание на глубине 500-700 мм закладывают на песчаной почве, при этом учитывается величина промерзания грунта. Если почва очень мелкая и пылеобразна, то промерзает она на гораздо большую глубину. На основании чего и основание необходимо заложить глубже.

На песчаном грунте дом может давать усадку. Поэтому нужно или укрепить грунт, или делать высокий цоколь. Затраты на эти работы в будущем себя оправдают.

От 700 мм до 1 метра следует назначать глубину заложения фундамента на глиняно-песчаном грунте (супесь). Обязательно следует учесть и глубину промерзания.

На глиняной почве необходимо углубляться ниже линии промерзания грунта, так как почва вспучивается при минусовых температурах и сжимается от силы тяжести, как бы выталкивая все, что находится внутри нее наружу. Чтобы определить состав почвы можно обратиться в строительную организацию либо самостоятельно буром проделать несколько отверстий и определить преобладающий грунт.

Влияние уровня подземных вод

Уровень грунтовых вод может значительно повлиять на заглубление основания дома

Глубина заложения фундамента зависит от уровня подземных вод в районе строительства. Закладку основания постройки на 500 мм выполняют при глубоком залегании подземных источников, но при этом также учитывается и величина промерзания грунта.

Основание постройки необходимо устраивать ниже линии промерзания слоев земли, если она не находится на одной точке с уровнем подземных вод. Если эти величины совпадают, то уровень фундамента нужно выбрать ниже линии промерзания более, чем на 100 мм.

Если подземные источники располагаются близко от поверхности, рекомендуется пригласить специалистов, способных профессионально выполнить дренаж вокруг постройки. Такой вид работ позволит сэкономить средства на закладке фундамента. От профессионализма рабочих, выполняющих дренажные работы, зависит срок службы строения.

Влияние промерзания почвы

При наличии пучинистой почвы, закладка фундамента производится ниже линии промерзания, которая в умеренном климате составляет от 1 до 1,5 м. К северу и востоку глубина увеличивается, а к югу и западу уменьшается. Точку промерзания в определенном регионе можно узнать в крупных строительных организациях.

Что учесть при расчете глубины заложения

При расчете глубины обязательно нужно учитывать вес стройматериалов

Площадь и глубина заложения фундамента рассчитываются так: вес всей постройки должен иметь меньшую массу, чем площадь основания фундамента (в квадратных сантиметрах) умноженная на несущую способность грунта (в кг на квадратный сантиметр).

При расчете веса дома нужно учитывать не только массу материалов, из которых будет строиться жилище. Здесь учитывается вес мебели, людей, которые могут находиться в доме, и даже снега на крыше в зимнее время. Средний вес снега может достигать 100 кг на квадратный метр.

Степень усадки зависит от качества почвы и близости нахождения водных источников. В течение двух лет после строительства земля под постройкой сжимается под действием замерзания почвы и оттаивания подземных источников и может произойти усадка строения.

При неравномерной усадке могут появляться трещины в постройке. К неравномерной усадке приводят зимние вспучивание, малая плотность грунта, очень большая нагрузка со стороны дома.

Если земля в районе строительства подвержена оползням, то необходимо проводить укрепление грунта. Для этого вокруг фундамента вливается смесь жидкого стекла с водой или устраиваются небольшие скважины, а в них заливается смола. Увеличение удельной массы фундамента в этом случае не сыграет никакой роли.

Если строение не будет долгое время отапливаться (например, дачный дом), фундамент заливают на 10% ниже точки замерзания земли. Глубина заложения фундамента в жилых домах, в которых нет перебоев с отоплением может быть на 20-30% выше точки промерзания. Под внутренними стенами глубину заложения фундамента назначают не менее 400 мм, под несущими – более 500 мм.

Посмотрите видео о том, какие методы борьбы с пучением грунта существуют на сегодняшний день.

Если неподалеку находятся источники воды, зимнее пучение почвы будет значительно выше. К пучению приводят замерзающие подземные воды, которые по законам физики, увеличиваются в объеме и выталкивают из почвы все, что в ней находится. При таянии, объем воды уменьшается и происходит усадка.

Таблица для расчета глубины заложения

Идеальным для закладки основания дома считается расположение подземных вод выше глубины промерзания слоев земли.

Чтобы здание эксплуатировалось как можно дольше, перед началом строительных работ необходимо внимательно просчитать все параметры. Лучше, чтобы это сделали специалисты, имеющие профессиональное оборудование и опыт работы.

Для этого следует выбрать строительную организацию с хорошей репутацией. Работа высококвалифицированных специалистов потребует дополнительных вложений, но в большей части себя оправдывает.

План статьи

Уже на этапе оценки характера грунта стоит задуматься над тем, какой будет глубина заложения фундамента. От этого зависит не только объем земляных работ, но и будущие затраты на строительные материалы. В этой статье мы поговорим о том, на какую глубину копать фундамент, от чего стоит отталкиваться при выборе конкретных параметров будущего основания дома. При этом будем руководствоваться нормативным документом СНиП 2.02.01–83, с которым советуем ознакомиться и нашим читателям.

Определение глубины фундамента под дом

Если еще недавно большинство индивидуальных застройщиков стремилось к возведению загородных домов, в проекте которых обязательно должен был быть либо подземный гараж, либо подвал (что уже само по себе требовало большого заглубления фундамента), то сегодня переплачивать за такое удовольствие 15-20 тыс. $ мало кому хочется. Допустим, что с большой высотой фундамента над землей можно смириться – все-таки уже часть надземной постройки, а вот зарывать деньги в землю не всегда хочется. Поэтому в большинстве случаев все сводится к заглублению фундамента на достаточную минимальную глубину. От чего она зависит?

Что учитывается при расчете глубины заложения фундамента

Все тот же СНиП 2.02.01–83 определяет, на что стоит обращать внимание при выборе глубины заложения фундамента под дом:

в первую очередь, на проект строящегося дома. Например, стоит рассчитать нагрузку на фундамент со стороны дома. О том, как это сделать, мы писали в этой статье;
конечно же, самого пристального внимания требует грунт на стройплощадке, глубина промерзания грунта (ГПГ), а также уровень грунтовых вод (УГВ), который меняется сезонно;
если рядом с уже построенным зданием планируется возведение иной постройки, то нужно руководствоваться иными правилами выбора глубины заложения основания. В статье «Фундамент для пристройки к дому » этот вопрос изложен достаточно подробно. Так же придают немалое значение глубине прокладки инженерных коммуникаций, которые не должны быть расположены ниже подошвы фундамента;
многое зависит от рельефа территории, на которой находится стройплощадка

Расчет нормативной глубины сезонного промерзания грунта

В принципе, рассчитывать нормативную ГПГ вовсе необязательно. Можно, например, воспользоваться информацией, представленной на рисунке ниже и с достаточной степенью точности вычислить ГПГ для вашего участка.

А можно пойти по более сложному пути и воспользоваться следующей формулой:

d 1 =d 0 √M, где
d 1 – искомое значение нормативной сезонной ГПГ;
d 0 – величина, которая зависит от характера грунта. Так, для скальных и крупнообломочных грунтов она принимает значение 0,34 м, для крупных и средних песков – 0,3, для супесей и мелких песков – 0,28, для глин и суглинков – 0,23;
M – коэффициент, принимающий значение модуля среднемесячной отрицательной температуры за зиму. Например, в декабре средняя температура составила -10 °С, в январе – -16 °С, в феврале – -18°С. Тогда наш коэффициент М примет значение 14,7.
Для глинистого грунта, используя значение коэффициента М, полученное ранее, получаем:
d 1 =0,23×√14,7=0,88 м

Величина расчетной ГПГ

Однако полученное значение нормативной ГПГ не учитывает влияние теплового режима отапливаемого сооружения. А ведь в половине случаев загородная недвижимость используется и в зимнюю пору. Для расчета более точного значения ГПГ вводят соответствующий коэффициент, величина которого зависит от ряда факторов (см. таблицу ниже).

Тогда величина расчетной ГПГ будет определяться по следующей формуле:
d=k×d 1
Обращаем ваше внимание, что для неотапливаемых зданий коэффициент k принимают равным 1,1. Это актуально для дачных построек и бань, которые используются только в теплую пору.

Глубина заложения фундамента в зависимости от УГВ и ГПГ

Глубина заложения фундаментов для наружных типов определяется от уровня планировки по таблице, представленной ниже. При этом учитывается значение расчетной ГПГ и УГВ.

В отдельных случаях, когда определено, что грунт на участке не отличается пучинистыми свойствами, например, на стройплощадке скальный или песчаный грунт, глубина заложения фундамента определяется исходя из проекта дома (с подвалом или без). В целом, даже для пучинистых грунтов можно обеспечить такие условия, что зимой почва под домом промерзать не будет и, соответственно, не будет никаких отрицательных последствий для сооружения.

Глубину заложения фундаментов выбираем с учетом следующих факторов:

Конструктивных особенностей зданий и сооружений.

Характера напластования, вида и состояния грунтов состояния.

Положение уровня грунтовых вод.

Величины и характера нагрузок, действующих на основание и фундаменты.

Глубины сезонного промерзания и оттаивания.

Глубины заложения фундаментов близко расположенных существенных зданий и сооружений.

Подземная часть несущих конструкций, входящих в нулевой цикл, в процессе строительства состоит из бетонных блоков стен подвалов и железобетонных фундаментных плит. В качестве основания фундаментов принят II слой.

Определяем глубину заложения фундамента из таких параметров:

при выборе глубины заложения фундамента используем анализ инженерно-геологических условий строительной площадки. В связи с тем, что в растительном слое находится много органических веществ, имеет большую сжимаемость, находится слой глубины промерзания, принимать этот слой под основу фундамента невозможно. Этот слой необходимо срезать и устроить фундамент. Если учитывать то что уровень подошвы должны находится минимум на 1м выше УГВ (108,4 м) .

Согласно условий СНиП глубина заложения фундамента должна быть не менее расчетной глубины промерзания грунта. Коэффициент k n = 0,6 для зданий с подвалом и средней температурой воздуха в помещении +10 0 С будет равен 0,6.

Расчетная глубина промерзания:

d = k n * d n = 0.6 * 0,9 = 0,54 м

Высота подушки фундамента 0.3 м.

Фундамент опирается на пески пылеватые плотные.

Вывод: принимаем глубину заложения фундамента – 2,0м

Перед устройством фундамента необходимо будет устраивать работы по укреплению основания и проведению дренажных работ.

4. Определение размеров подошвы фундамента

Основные размеры фундаментов малого заложения в большинстве случаев определяются исходя из расчёта оснований по деформациям. При этом принимают во внимание конструктивные соображения, характер действующих нагрузок, условие работы грунтового основания, а также их прочностные и деформативные характеристики.

В соответствии с нормами проектирования конструкций все нагрузки считаются приложенными в центре тяжести подошвы фундамента. Основным методом расчёта является расчёт по деформациям, т.е. по второй группе предельных состояний. При расчёте деформаций основания с использованием расчётных схем, среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчётного сопротивления грунта основания .

1 – стена; 2 – фундаментний блок;

3 – основа; 4 – фундаментная подушка;

5 - гидроизоляция; 6 – отмостка;

7 – несущий слой; 8 – подстилающий слой.

Критерии выбора размеров подошвы фундамента базируются на условиях расчета основ о граничным состояниям. Расчет проводят в линейно –деформированной основе, которая используется при выполнении условий:

Для центрально сжатых(т.е. для наших фундаментов) Р ≤ R.

Где Р – среднее давление под подошвой фундамента внешнего напряжения;

R – расчетное сопротивление грунта основания.

Среднее давление под подошвой фундамента находят по формуле: