Mebelgeometry.ru

Мебельная геометрия
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как посчитать глубину заложения фундамента

Какой глубины должен быть фундамент

Глубина заложения фундамента — проектируемая величина, которая зависит от типа здания или сооружения, климатической зоны, грунтов на участке и уровня залегания подземных вод. На эту величину также оказывает влияние конструкция здания (с подвалом или без), принцип его использования (с отоплением или без), этажность и масса.

Если говорить предметно, это та величина, на которую нужно будет закопать фундамент, для того чтобы он обеспечивал стабильную опору для сооружения. Бывают они двух видов:

  • глубокого заложения;
  • мелкого заложения или незаглубленные.

Типы ленточных фундаментов по глубине заглубления

Согласно нормам строительства для того чтобы противостоять силам морозного пучения, подошву необходимо заглублять на 15-20 см ниже уровня промерзания для грунта. При выполнении этого условия фундамент называют «глубокого заложения» или «заглубленный».

При глубине промерзания больше 2 метров проведение земляных работ имеет очень большие объемы, велик также расход материалов и очень высока цена. В этом случае рассматривают другие типы фундаментов — свайные или свайно-ростверковые, а также возможность заложения выше нормативной точки промерзания. Но это возможно только при наличии грунтов с нормальной несущей способностью, обязательном утеплении цоколя и фундамента, а также при устройстве утепленной отмостки. В этом случае глубина заложения уменьшается в разы и обычно составляет менее метра.

Иногда фундамент заливают прямо на поверхности. Это — вариант для хозпостроек, причем, скорее всего из древесины. Только она в таких условиях способна компенсировать возникающие перекосы.

Определение глубины заложения фундамента

Для того чтобы работать с нашим калькулятором определения глубины заложения фундамента от вас не требуются специальные знания. Подготовительный этап включает выполнение нескольких простых шагов:

  • выберите регион проживания и город;
  • укажите тип сооружения (неотапливаемое, отапливаемое, с цоколем, подвалом);
  • введите глубину залегания подземных вод;
  • выберите тип грунта под подошвой фундамента;
  • нажмите кнопку «Рассчитать».

Единственные два пункта, с которыми у вас могут возникнуть трудности – это определение уровня водоносного горизонта и исследование типа почв под фундаментом. Если вы не знаете, как их определить, читайте справку чуть ниже.

Если вы не знаете, как рассчитать глубину заложения фундамента для дома, пожалуйста, ознакомьтесь со справочной информацией чуть ниже.

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: Схема ленточного фундамента под дом из сруба

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.

Теперь мы можем рассчитать основную формулу нормативного промерзания:

  • 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: Коэффициенты Kh при разных температурах внутри помещения

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: Глубина заложения фундамента в разных условиях

Совет эксперта! Точную глубину грунтовых вод и показатель текучести почвы можно узнать только в результате геологических изысканий на строительном участке. Если у вас нет возможности провести такие работы, рекомендуется брать глубину фундамента с запасом — «не менее величины Df».

1. Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью

Для надлежащего восприятия проектных нагрузок и последующей передачи их на основание лопасть сваи должна закрепиться в грунте с достаточной несущей способностью мощностью слоя не менее трех диаметров лопасти. Кроме того, чтобы его несущая способность не снизилась, структура основания в процессе установки должна быть нарушена минимально. Добиться этого возможно, если подобрать правильную конфигурацию лопасти (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Грунт с достаточной несущей способностью имеет относительно высокие прочностные и деформационные характеристики (подробнее «Несущая способность винтовой сваи»). Он всегда расположен ниже глубины промерзания, что исключает воздействие сил морозного пучения. В регионах, где глубина промерзания незначительна, важно учесть толщину почвенно-растительного слоя.

Конечно, нельзя исключать ситуации, в которых интересующий слой будет располагаться на большей глубине. Для их решения нужно комплексно оценить грунтовые условия в верхней части геологического разреза. Если знать механические характеристики этого слоя, то можно подобрать такую конструкцию сваи, которая обеспечит надежность и экономичность решения.

Так как механических характеристик грунтов будет вполне достаточно для принятия решения, от полного комплекса изысканий можно отказаться. Всю необходимую информацию даст процедура, включающая ряд исследований (геотехнические и геолого-литологические исследования, измерения коррозионной агрессивности грунтов), адаптированных к нуждам малоэтажного строительства, в том числе и с позиции цены (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

Динамическое зондирование грунтов

А вот на результаты пробного завинчивания полагаться не стоит. Эта процедура не является методом исследования грунта. Более того, в ее основе лежит принцип: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной». Считать такую информацию о несущей способности грунтов объективной – весьма опрометчиво.

Во-первых, из-за влияния большого числа факторов (глубина промерзания, влагонасыщение и т.п.) результаты пробного завинчивания находятся в сильной зависимости от времени года.

Во-вторых, невозможно полностью исключить вероятность «ложного отказа», который может быть вызван наличием в основании линз более прочных грунтов (прослоек толщиной 0,4-0,6 м). Хотя завинчивание из-за них и окажется затруднено, достаточной несущей способности они не обеспечат.

В-третьих, пробное завинчивание не позволяет получить какие-либо данные о типе и свойствах грунта под сваей.

Таким образом, контроль величины крутящего момента, который косвенно происходит при пробном завинчивании, целесообразно применять только для подтверждения предельно допустимой нагрузки на сваю. В этой связи специалистами компании «ГлавФундамент» была разработана методика производственного контроля несущей способности винтовых свай по величине крутящего момента (ВКМ), а также прибор для проведения соответствующих измерений (Патент №151668). Она позволяет надежно контролировать качество производимых работ без проведения дорогостоящих контрольных полевых испытаний грунтов натурными сваями.

Пучинистость

Пучинистость — негативный фактор, влияющий на заложение фундамента. Пучение вызывают только те грунты, которые обладают высокой капиллярной активностью — способностью втягивать воду, смешиваться с ней. При замерзании таких грунтов увеличивается объём, что вызывает изменение положения фундамента, нарушается геометрия кирпичных стен, каркаса здания, конструкционных элементов.

Замерзание грунта происходит под подошвой и у боковых стенок фундамента. Пучение грунта вызывает усилия, способные поднимать нагруженные здания. Например для лёгкого дома со стенами из блоков низкой плотности (пенобетон, газобетон) разность уровней между крайними точками стены не должна превышать 0.02% (СП 22.1330.2016, таблица Д.1). Эксцентриситет приложения нагрузок для такого варианта не допускается.

Грунты по своей способности поглощать влагу и увеличиваться в объёме при промерзании делятся на следующие категории:

  • сильно пучинистые,
  • пучинистые,
  • средне пучинистые,
  • слабо пучинистые,
  • не пучинистые.

Какой вид грунтов, их залегание на участке можно узнать:

  • в отделе архитектуры из геологических исследований;
  • пробурив шурф на участке, взяв керн и определив состав в лаборатории — это самый надёжный способ.

К пучинистым грунтам относятся: глина, суглинки, супеси. К средне пучинистым относят мелкие пески с природными включениями пылевидных частиц или глины, имеющие способность втягивать воду через капилляры. Сильно пучинистыми становятся такие грунты когда уровень грунтовых вод выше глубины промерзания.

К не пучинистым относятся: скальные и крупнообломочные грунты, чистые крупные и средней крупности пески, способные адсорбировать влагу.

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.

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.

Примерный расчет глубины ленточного фундамента

Мастера, которые занимаются строительством домов, используют разные методы вычисления глубины ленточного основания. Очень часто для определения глубины ленточного основания под одноэтажный дом используется простая формула:

где m — обозначает коэффициент рабочих условий, он в большинстве случаев равен 1,1; tm — это коэффициент теплового воздействия на почву, значение которого лежит в пределах от 0,7 до 1;

Hh — глубина промерзания грунта.

Для примера можно рассмотреть вариант, в котором уровень промерзания грунта составляет 1,6 метра, а показатель теплового воздействия определяется значением 0,6: 1,1*0,6*1,8=1,188.

Следовательно, с учетом таких параметров ленту фундамента можно заглублять на 1,2 метра. Но такой формулой пользуются лишь в тех случаях, когда грунт на участке имеет хорошую плотность.

Для расчета глубины заложения под строения в несколько этажей пользуются другим методом: количество этажей умножают на 0,8. Значит, дом в два этажа требует закладки ленты основания на глубину 1,6 метра. Это определение также работает только на плотном грунте.

Для определения наиболее точного результата применяют профессиональные расчетные формулы, которые имеют свою особенность вычисления. С ними можно ознакомиться в соответствующем регламентирующем документе, а именно СНиП № 2.02.01-83 «Основания домов и сооружений» от 09.11.1985 года.

Грунт и глубина

Начиная определять оптимальную глубину заложения ленточного фундамента, в первую очередь следует обратить внимание на качество грунта. Во многом именно эта характеристика определяет, возможно ли вообще возведение в этом месте фундамента такого типа, и если да, то насколько заглубленного.

Заглубление изменяется в зависимости от вида грунта следующим образом:

  • • скалистая порода отличается особой устойчивостью и прочностью, из-за этого возведение ленточного фундамента возможно просто на его поверхности, без какого-либо заглубления;
  • • илистые почвы для постройки ленточного фундамента не годятся, так как прочность их слишком мала, а спрогнозировать их поведение при замерзании и половодье крайне сложно;
  • • грунт с большим содержанием торфа перед возведением основы для дома требует создания дренажей и подушек из песка и гравия, толщина которых должна быть не менее полуметра. С учетом этого проще возводить на такой почве свайно-ленточный фундамент, глубину заложения которого делают равной глубине залегания прочного пласта, на который будут опираться сваи;
  • • песчаная почва более устойчива, если состоит из крупных частиц. Строительство на мелкопесчаном грунте невозможно, а на средне- и крупнопесчаном требует глубины заложения фундамента от полуметра до 80-ти сантиметров;
  • • крупнообломочный грунт является очень надежным видом и по своим качествам стоит на втором месте после скального. На такой поверхности без опасений можно возводить мелкозаглубленный фундамент. В том же случае если в этом грунте обнаруживается значительная примесь мелкого песка и глины, при строительстве ленточного фундамента глубина заложения должна быть около полуметра;
  • • глинистая почва требует заглубления основания постройки как минимум на 25 сантиметров ниже, чем уровень максимального промерзания почвы.

Учитывая все вышесказанное, перед началом возведения фундамента требуется правильно определить грунт, на котором будет стоять сооружение. Без этого провести грамотный расчет глубины заложения ленточного фундамента не удастся.

Расчёт по геологическим и климатическим данным

На какую глубину опустить фундамент, зависит в первую очередь от особенностей грунта и его поведения при подъёме грунтовых вод и зимнем промерзании. А это связано с климатическими показателями в регионе строительства, поэтому все эти факторы нужно учитывать в связке друг с другом.

Тип грунта

По правилам перед тем как рассчитать глубину фундамента, следует провести геолого-геодезические изыскания и определить тип грунта на участке застройки. На практике часто поступают проще, и получают уже готовые данные в местном архитектурном бюро или расспрашивают хозяев соседних участков, уже построивших на них дома.

Плотные грунты, которые необходимо изучить, находятся под слоем плодородной почвы, не способной быть надёжной основой для фундамента.

  • Глины и суглинки.

Траншея в глинистом грунте

Такие грунты хорошо удерживают в себе воду, которая при замерзании расширяется и приводит к их неравномерному вспучиванию и выталкиванию фундамента вверх. Это всегда происходит при высоком стоянии грунтовых вод, которое может колебаться в зависимости от количества осадков. Поэтому подошва фундамента должна быть ниже этой отметки. Но даже если регион считается засушливым, а грунтовые воды залегают глубоко, основание на глинистых грунтах заглубляют не менее чем на 0,75-0,8 м.

  • Пески и супеси.

Песчаный грунт

Такие грунты, сложенные из частиц средней и крупной фракции, легко пропускают сквозь себя воду, не удерживая её и не вспучиваясь. Поэтому они служат надёжным основанием для фундамента, который при отсутствии большой нагрузки на него достаточно заглубить всего на полметра.

Если же грунт мелкопесчаный, пылеватый, при насыщении влагой он теряет устойчивость и «плывёт». Фундаменты в нем всегда заглубляют ниже отметки промерзания, величина которой зависит от климатических особенностей региона.

Песчано-пылеватый грунт – плохая база для фундамента

  • Крупнообломочные грунты.

Крупнообломочный или хрящеватый грунт большей частью состоит из каменистых частиц (щебневых, галечниковых, гравийных). Они препятствуют его размыванию и вспучиванию из-за сжатия мёрзлой водой, что позволяет сильно не заглублять фундамент даже при высоком стоянии подземных вод.

Крупнообломочный щебенистый грунт

  • Скалистые грунты.

Сложенное из прочных горных пород, такое основание является самым надёжным, так как оно не вспучивается, не проседает и не размывается. Строя загородный дом на таком грунте, не придётся думать, как определить глубину заложения фундамента – его можно ставить без заглубления, лишь удалив с участка рыхлый плодородный слой земли и выровняв его.

Скалистый грунт в разрезе

Отметка грунтовых вод

Глубину нахождения подземных вод всегда учитывают при строительстве домов на глинистой или песчаной пылеватой почве, особенно если их уровень находится близко к поверхности. Не брать её в расчёт можно только в том случае, если отметка их залегания расположена ниже того уровня, до которого грунт промерзает зимой, на 2 и более метров.

Если же водный горизонт находится выше, то фундамент на пучинистых грунтах необходимо заглублять ниже отметки их промерзания.

Вода в траншее для фундамента

Уровень промерзания

Как уже ясно из сказанного, грунт, промерзающий в зимние месяцы, ведёт себя по-разному в зависимости от того, насколько он насыщен водой и способен удерживать её в себе. Супеси, глины, суглинки и мелкопесчаные грунты относятся к водонасыщаемым, они выталкивают фундамент, если его подошва находится в промерзающем слое. Поэтому на таких грунтах её закладывают ниже этого уровня.

Правила устройства фундамента на промерзающих пучинистых грунтах

Перед тем как рассчитать глубину заложения фундамента, необходимо узнать глубину промерзания почвы. Она зависит от географического положения точки строительства. Для её определения используют специально составленные изотермические карты, изолинии на которых проведены через крупные города.

Карта сезонного промерзания грунтов

Чтобы определить этот параметр точнее и скоррелировать с типом грунта, применяют эмпирическую формулу:

D – искомая глубина промерзания;

d – коэффициент корреляции по типу грунта;

Mt – модуль суммы месячных отрицательных температур за год.

Для справки! Значения зимних температур за последние 5-10 лет можно узнать в местном метеобюро и выбрать самый холодный год. Найти их можно и в интернете, введя в поиск запрос по ближайшему городу.

Значения коэффициента d:

  • для хрящеватых обломочных грунтов – 0,34;
  • для крупнопесчаных и среднепесчаных – 0,3;
  • для пылеватых – 0,28;
  • для глин и суглинков – 0,23.

Приведём пример расчёта для дома, возводимого на мелкопесчаном грунте в Московской области. Из открытых источников узнаем, что в этом регионе отрицательная температура держится 4 месяца со средними показателями по каждому – 3,3; – 7,8; – 9,1 и – 9,8 градусов.

Сумма температур составляет 30, а коэффициент по типу грунта 0,28. Подставляем эти значения в формулу:

D = 0,28 х √30 = 1,53 м

Значит, глубина промерзания почвы в данной местности – 153 см, что почти совпадает с проходящей по ней изолинией на карте – 160 см.

Онлайн расчёт

Если интересует, как правильно рассчитать глубину фундамента, рекомендуется найти в интернете калькулятор. С целью автоматического подсчета, естественно, требуются основные данные:

  • тип грунта;
  • фундамент;
  • залегание подземных вод;
  • промерзание грунта;
  • среднестатистическая температура;
  • указывается регион.

На отдельных сайтах требуется ввести тип здания (отапливаемое, неотапливаемое, жилое, коммерческое).

Уточнение ширины подушки ленточного фундамента

Окончательно принимаем по каталогу ширину подошвы фундамента. Если ширина подушки фундамента изменилась, уточняем величину расчетного сопротивления грунта R по формуле (7) СНиП 2.02.01-83.

Назначение размеров ленточного фундамента

Определяем давление на грунт основания от веса фундамента N n f и от веса грунта N n гр, кН:

Определяем среднее давление по подошве фундамента от нормативных нагрузок и делаем проверку:

N p — расчетная нагрузка, действующая на верхний обрез фундамента.

Поперечная сила, приходящаяся на расчетную длину фундамента:

l — длина расчетного участка фундамента;

lI — длина консольного участка фундамента:

Находим изгибающий момент, действующий по краю фундаментного блока:

Армирование подушки фундамента

Требуемая площадь рабочей арматуры подушки:

Назначаем шаг рабочих стержней S и определяем количество рабочих стержней в сетке:

b — Ширина подошвы фундамента, мм;

s — Шаг рабочих стержней, принимается 100 или 200 мм.

По сортаменту принимаем диаметр рабочей арматуры.

Проверяем прочность подушки на действие поперечной силы:

φb3 — коэффициент, учитывающий вид бетона, для тяжелого бетона принимается равным 0,6;

φn — Коэффициент, учитывающий влияние продольных сил, для элементов без предварительного напряжения принимается равным 0;

b – Ширина, условно вырезанной полосы, принимается равной 1 м.

Если условие выполняется, то прочность обеспечена.

В следующей статье я расскажу делать ли межевание.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Сколько времени должен отстояться фундамент после заливки
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector