Глубина заложения фундамента: стандарты и нормы

Ленточный фундамент и грунты: почему это так важно

При выборе типа фундамента важно точно знать две характеристики подлежащих грунтов: их несущую способность и пучинистость. Несущая способность выше всего у скальных грунтов; за ними следуют хрящеватые – смесь песка и глины с мелким камнем и щебнем

Песчаные грунты склонны к просадке, свойства песчано-глинистых (супесей и суглинков) зависят от соотношения глины и песка. Самая низкая несущая способность – у грунтов органического происхождения: торфа, сапропеля, ила

Несущая способность выше всего у скальных грунтов; за ними следуют хрящеватые – смесь песка и глины с мелким камнем и щебнем. Песчаные грунты склонны к просадке, свойства песчано-глинистых (супесей и суглинков) зависят от соотношения глины и песка. Самая низкая несущая способность – у грунтов органического происхождения: торфа, сапропеля, ила.

Строительные нормы запрещают опирать фундамент непосредственно на органические грунты со слабой несущей способностью. 

Также сложными считаются грунты водонасыщенные и имеющие переменную структуру слоев. Проблема слабых грунтов типична, например, для участков, находящихся на месте осушенных болот. Строительство дома на малозаглубленном ленточном фундаменте на таких грунтах теоретически возможно, но требует довольно затратных работ. Так, если глубина слабонесущего слоя не более 1 м, а под ним находится более «выносливый», то при строительстве слой слабого грунта вынимается и в траншее устраивается подложка из песка либо бетонная подготовка. Также плохой грунт иногда уплотняют механическим способом, заменяют подушкой из гравия либо армируют специальными сетками. Специалисты, однако, рекомендуют в таких ситуациях отказаться от ленточного фундамента в пользу свайного.

Пучинистость грунта прямо связана с его способностью удерживать воду, а морозным пучением называется увеличение объема грунта из-за расширения воды при ее замерзании.

Непучинистые грунты: твердые глины, малоувлажненные гравелистые, песчаные грунты при глубоком залегании грунтовых вод.

Слабопучинистые: полутвердые глинистые; незначительно водонасыщенные пылеватые и мелкие пески, крупнооблмочные грунты с содержанием глин и песка 10-30%.

Среднепучинистые грунты: тугопластичные глинистые, влажные пылеватые и мелкие пески, крупнообломочные грунты с содержанием глин и песка более 30%.

Сильнопучинистые и чрезмернопучинистые: мягкопластичные глинистые, пылеватые и мелкие пески с сильным водонасыщением.

На сильнопучинистых грунтах возможно строительство небольших (1-2 этажа) деревянных домов на малозаглубленном ленточном фундаменте из монолитного железобетона. Для более тяжелых домов будет необходим комплекс работ по понижению уровня грунтовых вод, организации дренажа и водоотведения.

Чем выше стоят грунтовые воды, тем более пучинистыми будут грунты независимо от их состава. Критический для строительства фундамента уровень грунтовых вод различается для разных почв и высчитывается по формуле: нижняя граница промерзания грунта (в метрах) плюс следующее число:

• пески – 0,8-1 м
• супеси 1 – 1,5 м
• суглинки 2 – 2,5 м
• глины 2,5 – 3,5 м.

При залегании грунтовых вод ниже указанных значений они не влияют на степень пучинистости грунтов.

Вообще же сооружение ленточного фундамента на сильнопучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод считается нецелесообразным: в таких условиях лучше всего себя показывает свайно-ростверковый фундамент.

Планируя строительство, лучше всего не экономить на профессиональном обследовании грунта на вашем участке: это поможет избежать больших проблем в будущем. Услуги специалиста стоят денег, однако это вложение себя оправдывает. Спасать дом, фундамент которого деформировался из-за ошибок в оценке свойств подлежащих грунтов, обойдется гораздо дороже.

Ошибки при строительстве фундаментов

Допущенные ошибки при строительстве могут привести к полному разрушению здания. Для тех, кто хочет самостоятельно укреплять фундамент, стремится сэкономить или хочет нанять бригаду специалистов, при этом ничего не понимая в строительстве, далее будут перечислены наиболее частые ошибки при заливке основания.

Выбирая строительство по типовому проекту, заказчик обычно экономит время и деньги на разработке уникальных чертежей. Но при этом учитывайте, что там нет данных о типе грунта, его промерзании, горизонте залегания грунтовых вод. Все показатели напрямую относятся к глубине установки основной конструкции, что необходимо просчитать сразу. Это первая технически возможная ошибка, также возможны следующие неудачные идеи при постройке:

• Экономия на материале. Обычно приводит к быстрому появлению трещин, впоследствии чего начнёт осыпаться весь фундамент. Дешёвая марка бетона для фундамента двухэтажного дома не подходит, поскольку основание, выполненное из него, обвалившись, влечёт за собой разрушение стен и всего строения.
• Кладка стен и установка любых несущих конструкций раньше чем через 4 недели после заливки основы. Не дождавшись полного схватывания бетона, строительство всей коробки дома происходит на подвижном основании, что в итоге приводит к его разрушению буквально сразу после окончания строительства.

• Закладывать бетонную ленту по всему периметру одинаковой ширины и толщины без учёта внутренних особенностей дома. Это создаёт неравномерную нагрузку, а соответственно и разную усадку в различных точках постройки. Толщина в каждой конкретной точке должна высчитываться в зависимости от толщины стен, их расположения и назначения в несущей конструкции.

• Использование для опалубки щитов из неподогнанных досок приводит к тому, что сквозь щели вытекает жидкость из бетона. Впоследствии это приводит к расслоению бетона, уменьшению его прочности и дальнейшему разрушению дома.
• Замена заводской заливки замесом вручную растягивает время и само полотно становится неоднородным. Крепкий фундамент требует одномоментной заливки, что обеспечивает его гомогенность и повышает крепость. Возникновение воздушных пустот, которые приводит к разрушению фундамента происходит за счёт плохой трамбовки бетонной смеси.
• Арматура и сваи являются несущим каркасом для фундамента, поэтому её толщина, марка и металл должны выбираться в соответствии с требованиями архитектурного проекта, без экономии.

Частой ошибкой в строительстве является небрежное отношение ко времени года и климатическим условиям. В зимнее время обязательно необходимо использовать специализированные пластификаторы (антиморозные), а летом накрывать бетон полиэтиленом и смачивать водой дважды в сутки, чтобы сохранить прочность материала.

Работы в строительстве можно выполнить самостоятельно, для сложных задач, профессионального замеса раствора и расчётов следует обратиться к профессионалам. Основа должна быть выполнена из самых качественных материалов, в необходимых количествах

Экономия возможна в отделке или дизайне, а чтобы дом не разрушился, установке фундамента необходимо уделить максимальное внимание

Определение глубины заложения фундамента.

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

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

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 (dfn ), в метрах, которая определяется по формуле:

где d0 — 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 d0 определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Mt — коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по таблице 5.1 СП «Строительная климатология»

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

dfn =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 d0. 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 (df ).

Для этого используется формула:

kh 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».

kh для отапливаемых зданий определяется по таблице:

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

Считаем расчетную глубину промерзания:

— неотапливаемое в зимний период здание df = 1,1*1,1= 1,21м. Округляем в большую сторону и принимаем df =1,25м

— отапливаемое здание без подвала, с полами по утепленному цокольному перекрытию: df = 0,7*1,1= 0,77м. Принимаем df =0,8м

— отапливаемое здание с холодным подвалом с отрицательной температурой df = 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 dw. м, при

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

не зависит от df

не зависит от df

Пески мелкие и пылеватые

Супеси с показателем текучести IL <0

Суглинки, глины, а также крупнообломочные с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL ≥0,25

Так как без инженерно-геологических изысканий мы не можем знать глубину расположения грунтовых вод, то принимаем наихудший вариант: не менее df

Соответственно, для неотапливаемого здания d=1,25

Как рассчитать глубину заложения фундамента.

Для отапливаемого здания без подвала с полами по утепленному перекрытию d=0,8м

Для отапливаемого дома с холодным подвалом d=1,1м

После определения глубины заложения фундамента переходим к расчету оснований по второй группе предельных состояний — по деформациям. Об этом будет написана отдельная страница. Чтобы не пропустить выход новой статьи, подпишитесь на рассылку.

Какие данные потребуются для расчета?

Для получения этого значения нужно предварительно рассчитать многие показатели основания. Для этого сразу определяют:

• высоту,
• материал цоколя,
• наличие или отсутствие подвала,
• его площадь.

Также составляют список материалов для гидроизоляции, теплоизоляции, внутренней и наружной отделки и так далее. По всем материалам нужно найти их удельный вес. Эти данные потребуются для определения нагрузки на фундамент.

Нагрузки на основание

Этот показатель состоит из массы материалов, полезной и снеговой нагрузки.

Для расчетов суммируют массу всех используемых материалов для строительства:

• несущих и внутренних стен,
• перекрытий,
• материалов пола,
• потолков,
• стропил,
• кровли,
• внутренних элементов здания,
• изоляции,
• отделки,
• фундамента и цоколя (на этом этапе цифры ориентировочные),
• крепежа.

Данные по массе тех или иных материалов легко найти в соответствующих таблицах. В среднем, показатели такие:

• деревянные перекрытия – 100-150 кг/см2;
• плиты ПК – 500 кг/см2;
• каркасные стены – 300 кг/см2;
• стены из бруса, бревна – 600 кг/см2;
• стены из газобетона – 600 кг/см2;
• из пустотелого красного кирпича – 1400 кг/см2;
• из полнотелого кирпича – 1800 кг/см2.

Расчет общей массы производится путем умножения удельного веса на занимаемую материалом площадь, или объем, что используется чаще.

После этого рассчитывается полезная нагрузка, то есть, общий вес мебели, техники, людей. Но чтобы избежать долгих поисков пользуются средним значением – 180 кг/м2. Это значение умножают на площадь дома – так получают нужное значение.

Чтобы найти снеговую нагрузку, пользуются готовыми данными по регионам, которые несложно найти в сети. Но так как угол наклона кровель в домах разный, нужно использовать коэффициенты 1 или 0.

Первый берется для крыш с углом наклона до 25 градусов, в этом случае данные из таблицы снеговой нагрузки берутся без изменений. Второй коэффициент используется при угле наклона кровли более 60 градусов, снеговую нагрузку можно не учитывать. При угле от 25 до 60 выбирают значение от 0 до 1.

Для полного расчета общая площадь кровли умножается на показатели средней снеговой нагрузки и выбранный коэффициент.

Несущая способность или сопротивление грунта

Это еще один параметр, определяющий ширину ленты. Он зависит от типа грунта и уровня грунтовых вод. Дорогостоящее геодезическое исследование проводить не обязательно, достаточно взять пробы грунта с помощью бурения или отрывка шурфов.

Для исследования берут несколько точек участка, отведенного под застройку. Первый шурф делают в самой нижней точке. Чем больше шурфов, тем точнее будет анализ. Он же позволяет выявить высоту грунтовых вод.

Данные находятся в таблице ниже:

Грунт	НС, кг/см2
Глина	6,0
Галька+глина	4,5
Гравий	4,0
Песчаный крупнозернистый	6,0
Песчаный среднезернистый	5,0
Песчаный мелкозернистый	4,0
Суглинок, супесь	3,5

Грунты с несущей способностью менее 3,5 не подходят для строительства ЛФ. К таким почвам относят песчаный пылеватый, просадочный насыпной уплотненный и неуплотненный грунт. Если на участке – такие почвы, обустройство ленточного фундамента не рекомендуется, строят плитный, свайный или свайно-ленточный.

По глубине заложения

Глубина заложения фундамента зависит от того, насколько глубоко промерзает почва. В наших широтах, где морозы стоят добрых пять месяцев в году, часто выбирают заглубленные фундаменты, подошва которых находится ниже уровня промерзания грунта. Для каждого района и типа почвы глубина промерзания будет своей, поэтому единых цифр для всех нет и быть не может.

Мелкозаглубленные фундаменты (с подошвой на уровне примерно 0,2—0,7 м вглубь грунта) применяются на песке или на твердом грунте — там, где почва не изменяет физических показателей при замораживании (не подвержена пучению).

Глубина заложения фундамента зависит от того, насколько глубоко промерзает почва. Фото oaservis.ru

И, наконец, незаглубленный фундамент вообще почти не предполагает наличия подземной части (таким может быть, к примеру, плитный фундамент). Подошву фундамента укладывают прямо на грунт (правда, предварительно удаляется верхний слой почвы и заменяется на песчано-гравийную подушку).

Расчетная глубина промерзания грунта в Татарстане в среднем составляет 1,7 метра. Но для каждой конкретной точки на карте республики эта величина будет своей. Разные типы грунта и разные локации будут давать свои результаты. Поэтому перед тем, как планировать тип фундамента и рассчитывать глубину его залегания, нужно проводить инженерно-геологические изыскания на участке (об этом тоже поговорим в следующих статьях).

Тип грунта, температура и другие параметры

Итак, как правильно вычислить глубину, на которую следует закладывать баню?

Средняя температура региона

Многие сегодня, конечно, полагаются на среднестатистические расчеты и заливают фундаменты на 90 см глубиной, но опытные строители всегда подстраховываются на случай холодной зимы и достигают отметки 1,10 м и не меньше! Тем более что морозы в России – уж точно, что не редкость. Почему и еще с советских времен всего фундамент закладывают на глубину 110 см – так даже в морозные зимы пучение почвы не может ничего нарушить.

Отапливаем ли подвал?

Неотапливаемые конструкции закладываются на 10% глубже уровня глубины промерзания грунта, а отапливаемые – на 20-30% выше. Еще один момент: под внутренними стенами бани фундамент можно углублять меньше – разрешено строительными нормами

Но не меньше 40 см – это важно!

Глубина промерзания грунта

Итак, во всех местностях – свои особенности грунта, его плотности и водонасыщенности. Поинтересуйтесь такими характеристиками у владельцев соседних построек

Но обратите внимание: если неподалеку есть водоем, то зимнее вздутие почвы может оказаться куда большим, чем ожидалось. Как узнать нормативную глубину промерзания грунта в вашей местности? Воспользуйтесь вот этой картой:

Свойства почвы

Что такое сезонное пучение грунта? Это вода под землей, которая в зимнее время замерзает, увеличивается в объеме (вспоминаем школьную физику) и выталкивает то, что в этом грунте находится. Весной она тает и снова опускает грунт.

Например, согласно официальной информации, на территории Московской области 80% грунтов – пучинистые. Это глины, суглинки и супеси, и все это немало пучит по сезонам. На торфяной почве и вовсе говорить о глубине не приходится: единственно возможный здесь фундамент – это плавающая плита.

Не меньшее значение для определения необходимой глубины заложения ленточного и любого другого фундамента играет водонасыщенность: если это глина и она пучиниста, то заглубление фундамента придется делать значительным. В крайнем случае лучше тогда использовать плиту – для небольшой баньки то, что надо.

А вообще идеальное условие для любого фундамента – это когда грунтовые воды находятся выше глубины промерзания грунта. Ведь при их пересечении подземные воды замерзают и «вздувают» грунт, причем неравномерно, что и приводит к перекосу фундамента. А это трещины и еще что похуже. Потому что сила сезонного вспучивания грунта – 10-15 т/м2, нехило, правда?

Факторы, влияющие на определение глубины фундамента

Для определения глубины заложения ленточного основания за основу принимают три основных фактора.

Геологические условия участка

Для получения более точных данных необходимо провести инженерно-геологические изыскания. Такие работы проводятся специализированными компаниями, которые делают отбор образцов грунта с участка и исследуют их в лабораторных условиях. Результатом проведенного анализа становятся следующие данные:

• Вид грунта, его плотность и несущая способность.
• Уровень залегания грунтовых вод.

После проведенного анализа определяется плотный слой, на который будет непосредственно опираться фундамент. Для этого следует ознакомиться с несущими свойствами разных видов грунта:

• Скальный грунт является самым плотным видом, так как отличается спаянной и сцементированной структурой. Среди достоинств этого типа можно выделить устойчивость к замерзанию и сжатию. Однако разработка такого грунта очень сложная.
• Крупнообломочный грунт состоит из кристаллических и осадочных пород, поэтому имеет низкую степень сжимаемости и, как следствие, высокую несущую способность. Разрабатывать такой грунт довольно сложно.
• Песок отличается сохранением объема после быстрого сжатия, следовательно, имеет хорошую несущую способность.
• Супеси при повышенной влажности становятся подвижными, поэтому на таком грунте лучше вообще не строить фундамент.
• Суглинок отличается тем, может размываться водой, но при большой нагрузке способен сжиматься.
• Глина является хорошим грунтом для фундамента, но следует знать, что повышенное содержание влаги в таком грунте приводит к его пучению.

Определившись с несущей способностью грунта, следует помнить, что не рекомендуется возводить ленточное основание на пучинистых и глубокопромерзающих почвах.

Кроме того существуют стандартные правила заложения фундамента:

• Глубина заложения не должна быть менее 50 см.
• В несущий слой заглубление должно выполняться на 10-20 см.
• По возможности следует проводить закладку выше уровня грунтовых вод, чтобы сократить расходы на земляные работы.

Климатические условия

Во многом глубина закладки фундамента зависит от уровня промерзания и оттаивания грунта. Некоторые виды грунта при замерзании склонны к пучению, то есть к увеличению объема. При строительстве на участках с преобладанием таких грунтов не рекомендуется обустраивать подошву фундамента выше уровня промерзания.

Условия окружающей среды

Также в этой ситуации стоит обратить внимание на уровень грунтовых вод. Глубина заложения фундамента определяется уровнем промерзания грунта, склонного к пучению, только в том случае, если грунтовые воды лежат на глубине более 2 метров от точки промерзания

Конструктивные особенности строения

Глубина заложения ленточного фундамента во многом определяется конструктивными особенностями возводимого здания. В частности речь идет о следующем:

• Предполагаемое строительство подвала, цокольного этажа или других подземных помещений.
• Наличие приямков или оснований для оборудования.
• Имеющиеся подземные коммуникации и глубина их заложения.
• Конструкция фундамента.
• Предполагаемые нагрузки на основу строения.

Заглубление ленты в большинстве случаев выполняется на 50 см ниже подошвы подземного помещения.

При расчете глубины фундамента по перечисленным факторам выбирается максимальное значение из трех и принимается за основу.

Исследуем геологию своими руками

Для проверки геологического строения грунтов своими руками вооружаемся лопатой. Во всех пяти точках — под углами будущего строения и в середине — придется копать глубокие ямы. Размер: метр на метр, глубина — не менее 2,5 м. Стенки делаем ровные (хотя бы относительно). Выкопав яму, берем рулетку и листок бумаги, замеряем и записываем слои.

Чтобы исследовать грунт под фудамент самостоятельно, нужно будет копать подобные шурфы на глубину порядка 2,5 метров

Что можно увидеть в разрезе:

• Сверху идет самый темный слой — плодородный. Его толщина от 10 см до 1,5 метров, иногда больше. Этот слой обязательно удаляется. Во-первых, он рыхлый, во-вторых, в нем живут разные животные/насекомые/бактерии/грибки. Потому сразу после разметки фундамента первым делом этот слой удаляют.
• Ниже расположен естественный грунт. Таким он был до «обработки» животными и микроорганизмами. Тут могут быть такие грунты;
  • Плотный песок (крупный, средний, с гравием). Отличное основание для постройки дома: и вода уходит быстро и основание надежное. На таких грунтах можно ставить дом на мелкозаглубленный фундамент (глубина заложения от 50 см).
  • Сыпучие пески (мелкие и пылеватые). Если подземные воды расположены глубоко, строится можно. Но эти грунты опасны тем, что плывут при насыщении водой.
  • Глина, суглинок, супесь. Ведут себя точно также как и пылеватые пески: при намокании плывут, если воды мало, но их несущая способность высокая. Тут еще нужно смотреть на количество осадков врегионе.

  • Торфяники. Самые ненадежные основания. На них можно строиться только с использованием столбчатых фундаментов. И то, только при условии, что не очень глубоко расположен слой грунта с хорошей несущей способностью.

Часто сложности возникают при попытках различить глиносодержащие грунты. Иногда достаточно только на них посмотреть: если преобладает песок и имеются вкрапления глины — перед вам супесь. Если преобладает глина, но есть и песок — это суглинок. Ну а глина не содержит никаких вкраплений, копается тяжело.

Есть еще один метод, который поможет вам удостоверится насколько правильно вы определили грунт. Для этого из увлаженного грунта скатывают руками валик (между ладонями, как когда-то в детском саду) и сгибают его в бублик. Если все рассыпалось — это малопластичный суглинок, если развалилось на куски — пластичный суглинок, если осталось целым — глина.

Определившись с тем, какие грунты у вас находятся на выбранном участке, можно приступать к выбору типа фундамента.