Глубина заложения фундамента малоэтажного дома


Глубина заложения фундамента При индивидуальном строительстве началу общестроительных работ предшествует составление проекта. Так, в частности производится определение конфигурации фундамента под строение и расчет его размеров и характеристик.

А что это такое?

Да эта самая несущая способность. Общее определение – способность чего-то (элемента конструкции, естественного основания и т.п.) заданное время нести эксплуатационную нагрузку, не испытывая чрезмерных или необратимых деформаций. Но в строительном аспекте дело сложнее, поскольку фундамент механически накрепко связан с грунтом под ним и сам сопротивляется деформациям. А конструкция здания на фундаменте также может быть достаточно прочной и жесткой. Поэтому в строительстве принято определение несущей способности грунта под постройкой через расчетную силу его сопротивления весовой нагрузке R. Грунт под основанием постройки считается надежным, если в течение ее расчетного срока службы здание/сооружение не испытывает опасных смещений (вверх-вглубь, вбок, крена) и деформаций. Выполнение этих условий возможно, если осадка фундамента происходит по линейному закону, а нарушение исходной структуры грунта под весом постройки распространяется в стороны от ее фундамента не более чем на 1,25 его ширины.

Аварийные трещины в зданиях, вызванные слабым грунтом под фундаментом

Ленточный фундамент: глубина заложения, таблицы и расчет

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.

Глубина заложения: основные моменты

Необходимость в грамотном подходе к такому ответственному параметру, как глубина заложения фундамента деревянного дома объясняется причинами следующего порядка:

Прежде всего, соображениями экономии. И, действительно, в наши дни подавляющее большинство застройщиков отказывается от дорогостоящих проектов загородных домов с обязательным подземным гаражом, либо просторным подвалом.

Такой проект чреват дополнительными издержками, которые можно израсходовать на что-то действительно нужное и полезное. Именно по этой причине при подходящем качестве грунта предпочтение чаще всего отдаётся мелкозаглублённым ленточным основаниям.

Допустимостью, а в некоторых случаях и удобством наличия у строящегося дома высокого цоколя, который воспринимается, как элемент надземной постройки и может быть использован в декоративных целях, например.

Читайте также:  Гидроизоляция фундамента. Материалы для гидроизоляции фундамента

При выше обозначенном подходе к выбору заглубления у большинства застройщиков возникает желание ограничиться каким-то минимальным его значением, предполагающим подготовку сравнительно мелкого котлована под деревянный дом и обеспечивающим желаемое снижение трудозатрат.

При этом очень важно разобраться с тем, от каких факторов зависят параметры оснований (в том числе – и мелкозаглублённых), а также в том, какое конкретное значение они могут принимать. Рассмотрению этого вопроса и будут посвящены следующие разделы нашей статьи.

Глубина заложения и ее влияние на постройку

Перед тем как определить глубину заложения фундамента, нужно понять, зачем вообще это делается.

А делать это надо из-за чрезвычайно серьезного влияния и особенностей фундаментных конструкций, которое они оказывают на будущее здание.

Как мы все знаем, именно от фундамента зависит, что станет с постройкой в дальнейшем. Под постройку фундамент подбирают отдельно, и он должен отвечать ее особенностям.

Легкий дом, например, деревянный, состоящий из обычного бруса, клееного бруса и т.д. устоит и на легком фундаменте. Однако установи мы тяжелый двухэтажный кирпичный дом на тот же легкий фундамент, и нас ждет масса проблем в будущем. Причем проблем серьезных, вплоть до разрушения.

Глубина же фундамента определяется очень тщательно. На ее расчет пускают массу усилий, а все потому, что от нее зависит, каким должно быть будущее строение, сколько оно простоит и т.д.

Плохо осуществленный расчет глубины – большой риск. Неправильное заглубление рано или поздно даст о себе знать. Образовавшиеся проблемы могут быть незначительными, но только поначалу.

Со временем здание рискует просесть, из-за неравномерной просадки фундамент рано или поздно треснет. Что делать в такой ситуации? Только ремонтироваться и надеяться на лучшее.

Впрочем, еще более неудачный расчет иногда приводит к серьезной просадке дома по всему периметру, выдавливанию углов, смещению центральных осей и т.д. Вот почему очень важно рассчитать этот параметр правильно.

к оглавлению ↑

Популярные конструкции базовой основы частного дома

Фундаменты, применяемые в индивидуальном строительстве:

  • фундаментальная плита;
  • ленточные;
  • свайные;
  • столбчатые.

Самые надёжные из них — ленточные, способные жёстко связать во всех направлениях всю конструкцию основы.

Самые экономичные — столбчатые. Они незаменимы для пучнистых грунтов и обладают высокой несущей способностью. Кроме того, требуют меньше расхода материала и трудозатрат.

Свайный фундамент — вариант глубокого заложения, для опоры на более плотные низкие слои грунта.

Осадка фундамента

На протяжении глубины грунтового основания почва может быть неоднородна. Слои грунта могут оказаться с различными геологическими характеристиками. Для определения полной и конечной осадки строения применяют метод послойного суммирования.

Суть данного метода заключается в том, что определяют величину деформации слоёв почвы, находящихся в активной зоне воздействия нагрузки от здания. Важно, чтобы полученные данные проседания здания не превышали критических нормативных показателей.

Предельно допустимые нормы осадки фундаментов

Первоначальная просадка нового построенного сооружения (1-я категория технического состояния) на однородном грунтовом основании допустима в пределах 10 – 12 см.

При неоднородном составе грунте допустимое проседание зданий 1 категории без последствий составляет 5 см. Для домов 2 и 3 категории (строения с большим сроком эксплуатации) допустимо проседание не более 2 – 3 см.

Читайте также:  Укрепление фундамента буроинъекционными сваями

Разрушение фундамента вследствие чрезмерной осадки дома

Любое дополнительное опускание здание чревато появлением трещин в основании и в стенах строения. Достаточно опуститься сооружению ещё на 2 см и это сразу отразится на состоянии несущих конструкций.

Параметры, влияющие на глубину заложения фундамента

Параметры, определяющие величину глубины заложения фундамента определяются в уже упомянутом выше стандарте СНиП –83. Перечислим основные характеристики, от которых зависит глубина нижней линии фундамента.

  • Во-первых, это вам проект дома, его вес. Вес строения суммируется не только из массы строительных материалов, но и из полезной нагрузки (например, оборудование и инфраструктура) и из временных нагрузок, которые могут вызываться различными климатическими или сезонными условиями. Эта сумма определит площадь основания фундамента и его необходимую прочность.
  • Во-вторых, на процесс строительства существенно влияет глубина промерзания грунта и уровень, на который могут подниматься грунтовые воды на вашем участке. И та и другая величина изменяются в течении года и могут изменяться от года к коду.
  • Особое внимание оказывается, если новый фундамент служит для создания пристройки к дому. В этом случае его параметры выбираются в том числе и исходя из характеристик соседнего строения.
  • Также характеристики фундамента зависят от рельефа участка местности, на котором расположена ваша строительная площадка.

Карта для определения глубины промерзания грунта

Расчёт на устойчивость при действии касательных сил пучения.

Принимаем минимальную ширину траншеи 0,7 м (рис. 1).

Здесь и в дальнейшем ширину пазухи траншеи 0,2 м считаем минимальной.

Рис. 1. Варианты заглубления ленточных фундаментов и их надёжность в сильнопучинистых грунтах при нагрузке 2,5 тс/м: а, б, в  — устойчивость не обеспечена; г — устойчивость обеспечена.

Условие устойчивости можно представить в следующем виде:

γ1Qд ≥ γ2Qf   (3)

где γ1 и γ2— коэффициенты надёжности, равные 0,9 и 1,1 соответственно. Qf— сумма касательных сил пучения, действующих с двух сторон ленточного фундамента на глубину его заложения.

Вычисляется по формуле:

Qf=2τнdфmkt,

где τн — удельные касательные силы пучения, определяются по таблице СП 50-101-2004 (при сильнопучинистых грунтах τн= 11,0 тс/м2);

 — заглубление фундамента — 0,5 м;

— коэффициент, зависящий от ширины пазухи траншеи, определяется по графику рис. 2 (при ширине пазухи 0,2 м m = 0,6};

kt —  коэффициент, учитывающий соотношение среднемесячной температуры воздуха при промерзании грунта на глубину заложения фундамента и среднемесячной максимальной отрицательной температуры воздуха за зимний период, определяется по графику рис. 3 (в нашем примере kt=0,68).

Рис. 2. Зависимость коэффициента m от ширины пазух траншей

Рис. 3. Зависимость коэффициента kt от глубины заложения фундаментов: 1 — для условий Московской области; 2 — для условий Новосибирской области

Получаем:

Расчёт на устойчивость при действии касательных сил пучения.

γ1Qд = 0,9×2,5 = 2,25 тс/м;

γ2Q=1,1 х2х11,0×0,5×0,6×0,68 = 4,9 тс/м > γ1Qд

То есть фундамент — не устойчив. Как известно, из всякого положения есть два выхода. В нашем случае это:

  • увеличение ширины траншеи;
  • уменьшение глубины заложения фундамента.

Возможна комбинация обеих вариантов.

Рассмотрим 1-й вариант и увеличим ширину траншеи до 1,2 м (рис. 1б).

Получаем:

γ2Q=1,1x2x11,0x0,5×0,42×0,68 = 3,46 тс/м > γ1Qд

Фундамент остаётся неустойчивым.

Увеличим ширину траншеи до 1,6 м {рис. 1в). Получим:

Расчёт на устойчивость при действии касательных сил пучения.

γ2Q=1,1x2x11,0x0,5×0,32×0,68 = 2,63 тс/м > γ1Qд

Читайте также:  Как сделать винтовой фундамент своими руками

Фундамент и в этом случае будет неустойчив. Дальнейшее увеличение ширины траншеи не имеет смысла, так как она уже превышает разумные пределы — необходимы большие объёмы разрабатываемого грунта и засыпаемого песка.

Поэтому переходим ко второму варианту — уменьшаем глубину заложения фундамента и заглубляем его на 0,3 м от поверхности грунта.

Необходимо уточнить расчётное сопротивление распученного суглинка и ширину подошвы фундамента на глубине 0,3 м.

Получаем:

ер = 0,7 + 0,12х(1 + 0,7)х(1 — 0,3/1,6) = 0,87;

Ro=1,4 кrc/cм2;

R = 1,4x[1+0,05x(0,3-1,0)/1,0]x2,3/4 = 0,78 кrc/см2;

b = 2,5/7,8 = 0,32 м.

Принимаем ширину подошвы фундамента 0,4м. Рассчитываем фундамент на устойчивость при минимальной ширине траншеи 0,8 м (рис. 1г):

Расчёт на устойчивость при действии касательных сил пучения.

γ2Q=1,1x2x11,0x0,3×0,6×0,51 = 2,22 =γ1Qд

То есть фундамент устойчив.

Как показали наши расчёты, при нагрузке от дома на фундамент 2,5 тс/м его заглубление ниже 0,3 м приводит к увеличению расхода бетона (за счёт заглубления) и возрастанию объёмов разрабатываемого грунта и засыпаемого песка. Глубина заложения фундамента 0,3 м в данных грунтовых условиях является оптимальной. При других характеристиках распученного грунта и степени его пучинистости оптимальная  глубина заложения фундамента может быть иной.

Глубина фундамента для двухэтажного дома

Если говорить о том, как рассчитать глубину заложения фундамента в данной ситуации, то следует отметить, что на расчеты будут оказывать непосредственное влияние все указанные выше факторы. Такие здания относятся к малоэтажному строительству. В связи с этим при благоприятном климате и устойчивом типе грунта для них может подойти и базис мелкого заглубления.

Для ленточных оснований, расположенных на пучинистых грунтах, основание заглубляют обычно из расчета 0,8м на этаж.

Грубо глубина фундамента для двухэтажного дома рассчитывается следующим образом: N*0,8, где N – этажность постройки. Таким образом, фундамент следует заглубить на 160см.

Расчет

Для правильного расчета нужно выяснить три главных критерия, о которых говорилось ранее:

  • как глубоко находятся подземные воды;
  • насколько промерзает грунт;
  • тип выбранного фундамента.

В зависимости от степени промерзания грунта

Его рассчитывают по специальной формуле h=√М*k. Особенно важно его правильно рассчитать для заглубленного ленточного типа основания, так как неправильно учтенные показатели могут негативно отразиться на постройке, например, разрушая его от движения грунта. В формуле М – это среднемесячная зимняя температура, k – коэффициент гранулометрического состояния почвы.

От уровня грунтовых вод

Разрушение основания из подземных вод или после таяния – самая частая ошибка строителей, которые не учли или неправильно рассчитали этот показатель. Обычно через 2-3 года на стенах от такого влияния появляются трещины.

Если при строительстве выявлены глинистые или слишком пучинистые почвы, под основание нужно сделать хорошую основу из песка.

От выбора типа фундамента

После составления расчетов по важным критериям можно определиться с типом основания и выбрать его для строительства:

  1. Если это плиточный фундамент, то обычно он заглубляется не более 50 см.
  2. Если это ленточный, столбчатый, то здесь нужно брать качественные стройматериалы и в зависимости от промерзания и уровня залегания воды строить на глубину от 45 см до 3 м и более.
  3. При свайном типе важно учитывать толщину и надежность пород, конструктивные особенности здания, тип его эксплуатации, его размеры и массу.