Расчет глубины заложения фундамента

Расчет глубины заложения фундамента

Подземное основание здания – наиболее значимый и важный конструкционный элемент. От того, насколько верно сделаны расчеты и как тщательно соблюдались технологии при закладке основания, зависит срок службы здания, его теплоизоляционные характеристики, уровень влажности внутри помещений и здоровая атмосфера.

Несмотря на кажущуюся простоту вопроса, фундамент для одноэтажного дома должен выполняться в строгом соответствии с проектными расчетами и использованием расчетных материалов.

Факторы, влияющие на глубину заложения

Глубина заложения зависит от типа почвы, массы строения

Чтобы определить, какой глубины должен быть фундамент, необходимо изучить условия эксплуатации будущего строения. Расчет технических характеристик основания производится после того, как:

• проведены работы по исследованию грунта на участке застройки;
• изучен ландшафт или расчищено строительное пятно;
• составлен план здания с определением площади, веса стен и перекрытий.

На этапе изучения и сбора данных о месте расположения будущего здания и качестве грунта следует обязательно определить следующие параметры:

• тип почвы;
• среднегодовое количество осадков;
• уровень пролегания подземных вод;
• глубину промерзания грунта;
• высотные перепады рельефа участка.

Учитывая проектные особенности дома, его массу, наличие или отсутствие подземного или цокольного этажа, выбирают тип основания и рассчитывают, на какую глубину копать фундамент под дом.

В зависимости от климатических условий размер траншеи будет отличаться.

Чем холоднее, тем серьезнее нужно подойти к вопросу монтажа фундамента.

Глубина залегания фундамента всегда больше величины уровня промерзания грунта: в южных широтах достаточно глубины в 60 см, в северных областях придется заглубляться минимум на 1,5 м.

Определение грунта

Для определения типа грунта существует несколько способов

Тип грунта оказывает значительное влияние на глубину заложения фундамента.

Чтобы правильно рассчитать размер котлована или траншеи, необходимо установить тип грунта на участке застройки.

В таблице описаны 5 типов почвы:

№	Тип почвы	Уровень глубины промерзания
1	Сильнопучинистые	Супесь не более 0,5 м, суглинки и глина не более 1 м.
2	Среднепучинистые	Пески на 0,6 м, супесь на 1 м, суглинки на 1,5 м, глина — 2 м.
3	Слабопучинистые	Пески — 1 м, в супесь – 1,5 м, суглинки – не более 2,5 м, глина на 3 м.
4	Условно непучинистые	Пески от 1 м, супесь — более чем на 1,5 м, суглинки от 2 м, глина свыше 3 м.
5	Непучинистые	Не имеет значения.

Данная классификация включена в стандарты для проверки устойчивости подземных оснований.

Степень морозной пучинистости определяют исходя из уровня природной влажности грунта и положения грунтовых вод в период начала промерзания.

Глубина фундамента под гараж, беседку или другое легкое здание на пучинистых почвах должна высчитываться особенно тщательно. При недостаточном уровне заглубления или ошибке в толщине основы грунт с высокой степенью морозной пучинистости в период промерзания выдавит основание из земли.

Рельеф местности и виды фундаментов

При больших перепадах высот рекомендуется выбирать свайный или смешанный фундамент

Кроме типа почвы, важно понимать и ровность, и однородность рельефа на участке застройки. Площадки с уклоном необходимо ровнять.

Если нет возможности ровнять, то минимальная глубина заложения фундамента рассчитывается из учета нижней точки, а если на участке наблюдаются большие высотные перепады, то тип фундамента выбирается либо смешанный, либо свайный.

На практике существует 4 основных вида устройство основы здания:

• столбчатая,
• свайная,
• ленточная,
• плитная.

Столбчатое основание

Данный тип основания хорошо применять при малом бюджете

Столбы в качестве основания под дом являются наиболее бюджетным решением, поэтому нередко используются для гаражного строительства или под одноэтажный дачный дом.

Выполняются они из блоков, кирпича или методом заливки в опалубку. Благодаря использованию технологичных материалов такой вид основы является малозатратным по времени.

В основании каждого столба прокладывается гидроизоляция и песчаная подушка. Размещаются опорные элементы в местах наибольшей вертикальной нагрузки: углы дома и пересечение несущих стен конструкции. При этом очень важно, чтобы столбы были строго вертикальными. При таком устройстве основания глубина фундамента для одноэтажного домаиз кирпича не более 0,8 м, из которых 30 см –это подушка и гидроизоляция, а 0,5 м – высота столба.

Особенно рекомендуется использовать сваи на северных пучнистых грунтах

Что такое свайный фундамент? При устройстве данного основания металлические трубы с лопастью на конце вкручиваются в грунт как саморезы. Сваи одновременно и поддерживают здание и распределяют нагрузку на грунт от веса строения. Лопасть на конце сваи препятствует выдавливанию конструкции из почвы при промерзании и пучении.

Особенно актуально такое устройство основания в северных регионах, где в силу климатических условий, при зимнем промерзании остро встает вопрос выдавливания силами пучения оснований легких зданий и сооружений. В таких условиях сваи подойдут и в качестве фундамента для гаража и как основание для одноэтажного кирпичного дома.

Для легких построек используют металлические лопастные сваи

Как определить глубину заложения фундамента на сваях? Методом шурфования определяется глубина промерзания. Бур вкручивается на такую глубину, чтобы лопасти находились ниже уровня промерзания в плотных слоях грунта.

На разрыв сваи выдерживают нагрузку до 330 Па. При этом максимальная сила давления при пучении составляет 0,2 Па.

Металлические лопастные сваи подходят для строительства легких построек. Для тяжелых зданий разработана технология буронабивных свай.

Огромным достоинством такого фундамента является то, что осуществлять работы по его устройству можно в любое время года в любых климатических условиях.

Ленточный фундамент

Конструкция ленточного фундамента является монолитной, цельной, неразрывной бетонной заливкой, как правило, с внутренней армацией.

Фундамент заводится под все стены строения, включая перегородки, несущие вертикальную нагрузку. По периметру основание имеет одинаковые размеры сечения.

Лента фундамента образует непрерывный контур

В зависимости от типа грунта и массы здания выполняется заливка различной формы:

• прямоугольная;
• трапециевидная;
• т-образная.

Цельность и непрерывность контура основания обеспечивает равномерное распределение вертикальной и горизонтальной нагрузок. Этим объясняется прочность, надежность и востребованность данного типа основания. Кроме формы основания, важно определить, на какую глубину делать ленточный монолитный фундамент. Подробную презентацию по технологиям возведения ленточного фундамента смотрите в этом видео:

Мелкозаглубленная конструкция не подойдет для тяжелых строений

В зависимости от веса здания, уровня промерзания грунта, расположения грунтовых вод и типа почвы глубина и типы ленточного фундамента могут быть различными:

• мелкозаглубленный с глубиной не более 0,6 м. К устройству предполагается подвижное основание, подверженное пучинистым явлениям грунта. Не подходит в качестве базиса для строительства тяжелых зданий;
• заглубленный – железобетонный монолитный остов, закладываемый ниже уровня промерзания грунта. Используется для строений с подвальными помещениями, имеющими большую массу.

Можно обобщить, что рекомендуемый ленточный фундамент и глубина заложения зависят от веса постройки и типа пучинистости почв.

Плита

Плитный фундамент можно монтировать на любом виде грунта

Как и лента, монолитная плита может быть заглубленной или нет. В первом случае плита заливается в котлован и имеет высокие ребра. Основным недостатком такого устройства является его высокая стоимость. Но это единственный вид фундамента, который не имеет ограничений по типу грунта.

Как рассчитать глубину заложения, и какая должна быть плита? Пучинистость почвы не влияет на состояние строения на такой основе, поэтому это расстояние определяется исходя из эксплуатационных требований к зданию. Подробнее о возведении фундамента смотрите в этом видео:

Монолитная плита является плавающим прочным основанием и его устройство возможно даже на болотистых или торфяных почвах, где уровень залегания грунтовых вод довольно высок.

В сводной таблице отражены виды фундаментов, типы почв и масса строения

Тип фундамента	Тип грунта	Пучинистость	Глубина промерзания	Тип строения
Столбчатый	песок крупной и средней фракции, крупнообломочный, хрящеватый	подходит для пучинистых почв	малогабаритные, легкие
Свайный	кроме скальных пород	подходит для непучинистых почв	разрешается устройство при большой глубине промерзания	любые, без устройства подземного этажа
Ленточный	песок крупной и средней фракции, крупнообломочный, хрящеватый	подходит для пучинистых почв	легкие
Монолитная плита	без ограничений	подходит для пучинистых почв	любые тяжелые

Рекомендации при расчете

При массовой застройке расчет глубины заложения производят специалисты в проектных институтах. Чаще при индивидуальной самостоятельной застройке возникает вопрос: как рассчитать фундамент под гараж, баню или одноэтажный коттедж?

После получения всех необходимых данных о грунте и весе здания выполняется итоговый расчет и определение глубины заложения фундамента.

Глубина, находясь в одних пределах, тем не менее всегда будет разной. На одном и том же участке фундамент под одноэтажный или двухэтажный кирпичный дом будет значительно отличаться.

Каждый расчет сугубо индивидуален. Если нет возможности обратиться к специалистам, можно ввести данные в онлайн-калькулятор и узнать рекомендуемые размеры с поправкой на глубину промерзания. Подробнее о расчетах смотрите в этом полезном видео:

Но есть несколько общих рекомендаций, которые следует соблюдать:

1. Любой фундамент закладывается ниже уровня промерзания грунта на 10 %. Если установлена величина промерзания в 70 см, значит глубина ямы под основание должна быть 77 см.
2. Для сыпучих грунтов в условиях умеренного климата лучше использовать ленточное основание с глубиной заложения от 0,5 до 1 м.
3. В северных областях со слабопучинистыми почвами делается заглубленное до 2 м основание.
4. В болотистой местности или на глине идеальным вариантом будет плита, причем глубина заглубления может достигать 2,5 м, что позволяет сделать подвал.

Основное правило при расчете фундамента: грамотное и надежное основание- залог долгого срока службы здания. Стоит заметить, что перебор в постройке также чреват последствиями, как и экономия. Вырытый ниже необходимого котлован не придаст дому большей надежности, но увеличит расход материалов и площадь, на которую будет оказываться негативное воздействие почвы и грунтовых вод.

Какая должна быть глубина заложения фундамента?

Основа строения – надежное основание. Оно воспринимает действующие нагрузки, равномерно распределяет их по поверхности грунта, а также теплоизолирует помещения и защищает их от проникновения влаги. В результате обеспечивается долговечность и устойчивость здания, а также исключается вероятность растрескивания коробки. На этапе проектирования важно квалифицированно выбрать тип основания, определить характеристики. Определяющий параметр – глубина фундамента, зависящая от типа основания и ряда других факторов. Остановимся на этих вопросах детально.

Глубина заложения фундамента здания

Что такое глубина заложения фундамента

Планируя постройку дома, не всегда имеется возможность воспользоваться услугами профессиональных проектировщиков. Частным застройщиком самостоятельно приходится решать комплекс вопросов, связанных с проектированием. На этом этапе важно правильно выбрать фундаментную базу, а также определить ее параметры, в том числе и глубину фундамента.

Глубина заложения фундамента – это уровень расположения подошвы основы относительно нулевой отметки. Определяя величину параметра, изучите особенности строительной площадки, проанализируйте характер грунта, рельеф местности, учтите конструкцию возводимого здания и климатические условия.

От правильно выполненных расчетов зависит:

• срок эксплуатации строения;
• концентрация влаги в помещении;
• устойчивость коробки здания;
• целостность стен;
• комфортный микроклимат внутри постройки.

При поверхностном подходе создается впечатление, что определение глубины заложения – простая задача. Однако существует определенная методика, с которой следует детально ознакомиться.

Стандартная формула для расчет глубины заложения фундамента:

Hp = mtmHн, где:

• Hн — глубина промерзания грунта.
• mt – 0,7-1, коэффициент влияния тепла здания на промерзание грунта у наружных стен.
• m – 1,1, коэффициент условий работы.

Глубина заложения фундамента – определяющие факторы

На какую глубину следует закладывать фундамент

Определяя тип будущего фундамента, и принимая решение о заглублении опорной конструкции, учтите условия, в которых будет эксплуатироваться здание.

Важно обратить внимание на следующие моменты:

• геологические аспекты;
• воздействие климатических факторов на глубину фундамента;
• влияние конструктивных особенностей здания на уровень заложения фундамента.

До начала выполнения расчетов и выбора типа фундамента необходимо:

• выполнить мероприятия по анализу почвы на участке строительства;
• изучить ландшафт, а также тщательно расчистить строительную площадку;
• разработать план строения и рассчитать массу строительных конструкций.

На стадии сбора информации об особенностях строительной площадки следует проанализировать ряд факторов:

• характер грунта на различной глубине;
• среднестатистический объем осадков на протяжении года;
• уровень расположение водоносных слоев;
• глубину замерзания почвы;
• колебания высоты и особенности рельефа на стройплощадке.

Решение о виде фундамента и уровне его закладки принимают с учетом следующих моментов:

• особенностей здания, заложенных в проекте;
• массы строения;
• наличия цокольного помещения;
• уровня расположения подземных коммуникаций.

Средняя температура в этой местности на протяжении года и особенности климата также влияют на размер приямка под основание.

Определяя, от чего зависит глубина закладки опорных конструкций, следует обратить внимание на климатические факторы:

• для зданий, строительство которых планируется в южных широтах, необходимо обеспечить минимальное смещение подошвы траншеи от уровня почвы на 0,6 м;
• при выполнении строительных мероприятий в условиях холодного климата уровень заглубления фундаментной подошвы в почву может достигать 1,5 м.

Характер почвы оказывает серьезное влияние на глубину заложения фундамента. Чтобы правильно выполнить расчет глубины заложения фундамента следует квалифицированно определить тип почвы.

Для каждого вида грунта уровень замерзания отличается:

• сильнопучинистые грунты, к которым относятся супесчаные, суглинистые и глинистые почвы, промерзают до уровня 0,5–1 м;
• среднепучинистые песчаные почвы, содержащие включения глинистых частиц и песчаной фракции замерзают на глубину 0,6–2 м;
• не склонные к пучению почвы, содержащие песчаные частицы, супесь, суглинки и глинистые включения имеют повышенный до 1–3 м уровень промерзания.

На склонность грунта к морозному пучению влияют следующие факторы:

• концентрация влаги в почве;
• уровень расположения подземных вод во время промерзания.

Ошибка в выполнении расчетов может привести к деформации основания.

В результате этого возможны отрицательные моменты:

• усадка строения;
• появление трещин на стенах;
• нарушение общей устойчивости здания.

Наряду с характером грунта и уровнем промерзания, немаловажным фактором является рельеф местности. В строительных нормах содержатся требования по выравниванию площадки до начала строительства. Однако для участков, расположенных на наклонной местности, а также на скалистой почве не всегда имеется возможность разровнять участок застройки. В данной ситуации минимальный уровень заложения основания определяется по нижней точке наклонной площадки. Для таких условий отдают предпочтение свайной основе, а также винтовой, которая также не боится перепадов высот.

Проанализировав природные факторы, особенности здания и определив характер грунта, необходимо определиться с конструкцией фундаментной основы для будущего дома.

Факторы воздействующие на фундамент здания

Возможны следующие варианты:

• мелкозаглубленный или глубокозаглубленный ленточный фундамент;
• столбчатое основание в виде свай или железобетонных колонн;
• плитная конструкция основы строения.

При правильном определении уровня закладки основы, данные виды оснований имеют повышенные показатели надежности, и обеспечивает высокую несущую способность. Рассмотрим особенности различных типов оснований, и изучим рекомендации профессионалов.

Глубина заложения фундамента – рекомендации для различных видов оснований

Каждый вид фундамента имеет свои конструктивные особенности. Фундаментные основы предназначены для строительства зданий на определенных видах грунтов с разной степенью пучинистости. Вместе с тем для различных видов фундаментных оснований имеются проверенные на практике общие рекомендации. Они помогут правильно выполнить расчет глубины заложения фундамента для одноэтажного строения, двухэтажного дома, подсобной постройки, гаражного помещения или бани.

Минимальная глубина заложения фундамента

Профессиональные строители рекомендуют обратить внимание на следующие моменты:

• минимальное расстояние от нулевой отметки до фундаментной подошвы должно составлять 50 см. При осуществлении строительства на скальных породах допускается уменьшенная глубина заложения;
• одинаковый уровень расположения фундаментных подошв рядом находящихся строений. Это обеспечивает устойчивость зданий и предотвращает непредвиденные деформации;
• высотный перепад между подошвой основания и несущим слоем почвы должен составлять не меньше 10–20 см. Это позволит передать нагрузку от массы строения на твердую грунтовую основу;
• желательно производить закладку фундамента выше зоны прохождения водоносных слоев. В таком случае отпадет необходимость в сооружении дренажной системы;
• при выполнении строительных мероприятий на площадках со слоистыми грунтами, основание должно опираться на почвенные слои с одинаковой степенью сжатия. Это предотвратит неравномерную осадку частей здания;
• глубина заложения фундамента должна превышать уровень замерзания почвы на 15–20%. Это позволит избежать отрицательного влияния на фундаментную основу морозного пучения и предотвратит усадку строения.

Нецелесообразно рыть котлован, траншею или приямок с повышенной глубиной. Это не повысит надежность основы, вызовет перерасход строительных материалов, а также увеличит площадь поверхности, на которую будет оказывать отрицательное влияние подземные воды и пучинистые почвы.

Остановимся детально на особенностях каждого вида фундамента.

Основа ленточного типа

Основание ленточного типа пользуется популярностью в частном строительстве. По сравнению с цельными железобетонными плитами, ленточная конструкция требует меньших денежных расходов и трудовых затрат. Основа ленточного типа выполнена в виде бетонного контура, усиленного стальной арматурой. Он повторяет конфигурацию стен и внутренних перегородок здания. Железобетонная лента воспринимает нагрузки от массы здания и равномерно распределяет их на почву через поверхность фундаментной подошвы.

Пример заложения ленточного основания

Область применения данной конструкции:

• однородные почвы;
• слабопучинистые грунты.

На влагонасыщенных и неоднородных грунтах, а также глинистых почвах не рекомендуется сооружать основу ленточного типа.

Глубину заложения железобетонной ленты определяют по следующим параметрам:

• степени промерзания грунта;
• уровню подземных вод;
• концентрации влаги в почве.

С повышением глубины промерзания и близости расположения водоносных слоев повышается вероятность морозного пучения грунта, оказывающего отрицательное влияние на прочность основы.

С целью уменьшения влияния этих факторов производится заложение фундамента на различную глубину:

• низ мелкозаглубленной основы, расположенной на малопучинистых почвах, располагается на расстоянии 50–60 см от нулевой отметки;
• подошвы среднезаглубленного и глубокозаглубленного оснований располагаются на уровне от 75 см до 150 см в зависимости от типа почвы.

В условиях холодного климата и северных районов предельный уровень заглубления не превышает 1,8–2 м.

Фундамент столбчатой конструкции

Схема устройства столбчатого фундамента из кирпичной кладки по деревянной балке

Столбчатая основа используется для одноэтажных строений, имеющих небольшой вес. Ей отдают предпочтение в ситуациях, когда необходимо при небольшом уровне затрат соорудить легкий фундамент. Конструкция представляет собой группу опорных колонн, которые изготовлены из железобетона. Они устанавливаются на угловых участках здания, а также в зонах пересечения капитальных стен и внутренних перегородок. Для повышения нагрузочной способности оголовки опор объединяются железобетонным ростверком.

Достоинства конструкции:

• дешевизна;
• простота обустройства;
• возможность сооружения на проблемных почвах.

Столбчатые опоры формируются из кирпича или путем бетонирования. В нижней части опорных колонн формируется песчано-гравийная подушка.

Имеются определенные ограничения:

• не рекомендуется сооружать столбчатую основу на почвах, склонных к сдвигам;
• запрещается использовать железобетонные столбы для опор тяжелых строений;
• нельзя строить здания на слабонесущих торфяных и глинистых почвах.

Глубина заложения столбчатых опор – 0,2–0,3 м ниже уровня промерзания. Средняя глубина столбчатой основой для одноэтажного строения из кирпича, сооружаемого на стабильном грунте, составляет 80 см.

Плитное основание

Цельная железобетонная плита отличается повышенным запасом прочности, высоким уровнем надежности и длительным периодом эксплуатации. Однако она требует повышенных трудовых и денежных затрат на ее сооружение. Плитный фундамент снижает воздействие массы здания на грунт и популярен на слабых почвах.

Уровень заглубления монолитной плиты из армированного бетона различный:

• мелкозаглубленная плита закладывается на предварительно уплотненную гравийно-песчаную подушку на глубину 0,2–0,5 м;
• расстояние от нулевой отметки до нижнего края глубокозаглубленной фундаментной плиты может достигать одного метра.

Принятие решения о глубине фундамента производится индивидуально, с учетом массы строения, особенностей почвы и климатических условий.

Подводим итоги

Самостоятельное определение глубины заложения фундамента – серьезная и ответственная задача. Главное правило при выполнении расчетов – грамотный подход, который обеспечит устойчивость оснований и долговечность строений. Желательно воспользоваться услугами профессиональных проектировщиков и опытных строителей, которые учтут все факторы и правильно рассчитают глубину фундамента.

Источник https://kakfundament.ru/ustrojstvo/glubina-zalozheniya-fundamenta

Источник https://pobetony.expert/raschet/glubina-fundamenta

Источник

Источник