Определение глубины заложения фундамента для дома

Определение величины заглубления

При строительстве дома возникает вопрос: как определить глубину заложения? Для заглубленного фундамента существует следующее правило: она должна быть на 20-30 см больше глубины промерзания и на 50-60 см меньше глубины расположения подземных вод. На выбор величины параметра мало влияют конструкционные и эксплуатационные нагрузки.

Мелкозаглубленный фундамент имеет заглубление порядка 35-50% от глубины промерзания. Этот вариант характерен для монолитной плиты в любом грунте, а также ленточного или столбчатого фундамента при строительстве на малопучинистых грунтах.

Расчет глубины фундамента проводится с учетом нагрузок от сооружения и несущей способности грунта. Глубина промерзания также вносит свои коррективы, но путем практических рекомендаций.

Формула для расчета

Как рассчитать глубину заложения фундамента под дом? Расчет осуществляется согласно СП 22.13330.2011 по формуле.

Формула расчета глубины промерзания

Н = Hi√Mt

• Н – глубина промерзания,
• Hi – нормативная глубина промерзания определенного типа грунта,
• Mt – среднемесячная минусовая температура в зимний период.

Значение Hi составляет:

• 23 см в глинах,
• 28 см в песчанике пылевого типа,
• 30 см в крупнозернистом песчанике,
• 34 см в каменистых грунтах.

Пример

Рассмотрим строительство сооружения на глиняных почвах и в Московском регионе. Для Москвы характерны средние температуры: декабрь – минус 10, январь – минус 16, февраль – минус 18⁰C. Тогда рассчитываем глубину промерзания:   Н= 0,23√(10+16+18)= 1,1 м.

Корректировка производится с учетом коэффициента влияния теплового режима сооружения m. Его значение устанавливает СНиП 2.02.01-83 и СП 25.13330 с учетом среднесуточных температур, поддерживаемых в помещении.

В указанных документах можно по таблице уточнить m для зданий с различным режимом проживания, разной конструкцией напольного перекрытия, с учетом наличия утеплений и подвала.

Для дома с утепленным цоколем в Московском регионе при среднесуточной температуре в помещении 10-12⁰C можно принять m=0,9.

Окончательно, расчетное промерзание составит: Н х m = 1,1 х 0,9 = 0,99 м.

Глубина заложения фундаментов в соответствии с требованиями таблицы 2 СНиП 2.02.01-83*

Далее необходимо учесть расположение подземных вод. Если они располагаются на глубине более 3 м, то глубина заложения фундамента должна быть не менее глубины промерзания.

С учетом рекомендаций принимает, заглубление равным Н+0,3 м, т.е. 1,3м. Эта глубина должна обеспечить надежность и долговечность ленточного или столбчатого фундамента.

Минимальные и максимальные значения

Для заглубленного фундамента минимальное заглубление равно глубине промерзания грунта, а максимальная глубина заложения фундамента не должна достигать грунтовых вод минимум на 0,5 м.

Минимальное заложение мелкозаглубленного фундамента устанавливает СНиП 22.13330.2011 с учетом промерзания в такой зависимости:

• непучинистые почвы с промерзанием до 2 м или слабопучинистые грунты с промерзанием до 1 м – глубина заложения фундамента составляет не менее 0,5 м;
• при промерзании указанных грунтов в пределах 2-3 и 1-1-1,5 м, соответственно – 0,75 м:
• при промерзании более 3 м и в пределах 1,5-2,5 м, соответственно, – 1 м;
• при промерзании слабопучинистых грунтов на глубину более 2,5 м – 1,5 м.

Температура внутри дома позволяет корректировать заглубление мелкозаглубленного фундамента.

Приведенные минимальные значения рассчитаны на одноэтажные строения. При возведении 2-х этажного сооружения их следует удвоить. Более высокие здания на мелкозаглубленном фундаменте не возводятся.

При строительстве на высокопрочных грунтах (скальные выходы, крупнообломочные грунты) фундамент предназначен лишь для перераспределения нагрузок равномерно по всей площади.

Минимальная глубина заложения фундамента составляет 0,3 м. Аналогично выбирается заглубление для монолитного плитного фундамента.

Залегание грунтовых вод

Расчет глубины фундамента невозможен без определения уровня воды. Рассматривая ленточный либо столбчатый фундамент, он в любом случае страдает от осадков. Также учитывается сложность прокладки коммуникаций. Строители пытаются решить проблему в отдельных зонах путём установки дополнительной подошвы. Под землей вода залегает на различном углублении, поскольку существует классификация вод:

Строителей в большой степени интересуют почвенные и грунтовые воды. Они находятся на глубине 3-5 метров. В следствии выпадения осадков, жидкость может смещаться, подыматься на поверхность либо опускаться. Основная сила — гравитационное воздействие. На среднюю отметку грунтовых вод влияет количество выпавшего снега. После зимнего периода активно происходит процесс таяния. Помимо возможного разрушения фундаментов, наблюдаются загрязнения жидкости.

Межпластовые воды также оказывают воздействие на фундамент, поскольку заключены в водоупорных слоях земли. Данный показатель является постоянным, водоносный горизонт не изменяется в зависимости от сезона. Межпластовые воды находятся под давлением, могут быть статичными либо циркулирующими.

Чтобы узнать точный показатель, используется бур диаметр от 6 дюймов. Порой требуется сделать скважину с углублением более 3 метров. Ситуация упрощается, если поблизости находится колодец. В таком случае достаточно просто опустить канат либо ленту.

Зависимость глубины погружения ленты от типа и состава грунта

Тип грунта оказывает большое влияние на выбор глубины погружения ленты. Разные виды почв требуют собственного подхода к заглублению ленты, поскольку обладают различными сочетаниями качеств, показателей плотности, рыхлости, способности пропускать или задерживать воду и т.д.

Рассмотрим наиболее характерные типы грунтов:

• Скалистые. Прочные, надежные слои, практически не требующие погружения ленты.
• Крупнообломочные. В этот тип входят галечные, гравийные и хрящеватые типы почв, состоящих из обломков горных пород и гравия. Рекомендованный уровень заглубления — 0,5 м.
• Песчаные. Существует три типа — крупные, средние и пылеватые пески. Первые и вторые нуждаются в заглублении на 0,4-0,7 м, третьи считаются непригодными для строительства фундаментов из-за чрезмерно низкой несущей способности и требуют использования дополнительных опорных элементов (свай).
• Глинистые почвы. Отличаются высоким уровнем морозного пучения, поэтому требуют погружения на всю глубину промерзания грунта.
• Содержащие органические примеси. К ним относятся ил и торф. Эти грунты не подходят для устройства ленточного фундамента.

На практике состав грунта редко бывает однородным. Чаще всего встречаются слоистые структуры с наличием нескольких типов, поэтому выбор глубины погружения надо производить по сочетанию условий.

ВАЖНО!
Для условий вечной мерзлоты правила строительства ленточных оснований регламентируются СНиП 2.02.04-88, которые имеют существенное отличие от нормативов, действующих для других климатических зон.

Определение типа грунта можно произвести самостоятельно. Для этого надо скатать из щепотки почвы шарик между ладонями, немного сжать его и посмотреть на результат. Если шарик не получился совсем — это песок.

Шарик, рассыпавшийся на мелкие части при сдавливании, указывает на супесчаный грунт. Трещины при сдавливании образуются на суглинке, а ровный и пластичный шарик, легко изменяющий форму без разрушений может получиться только из глины.

Примерный расчет искомой глубины.

Допустим, надо рассчитать глубину заложения фундаментной основы в Москве.

Как рассчитать глубину заложения фундамента формула.

Для начала определяется глубина сезонной нормы промерзания грунта:

где d0 – имеет разные значения для разных грунтовых типов:

• 0,23 м для грунтов, содержащих много глины;
• 0,28 м для грунтов, состоящих из мелкого песка;
• 0,3 м для крупно песчаных почв;
• 0,34 м для каменистых грунтов.

Если грунт, где планируется ставить дом, неоднородного типа, то d0 определяют как средний показатель глубины грунтового промерзания.

Mt – это сумма среднемесячных показателей температур замерзания грунтов за все зимнее время в той полосе, где строится дом. Выбирается он в таблицах, публикуемых в справочниках. Там для Московского региона стоят такие среднемесячные показатели температур за все холодные месяцы: -7,8; -7,1; -1,3; -1,1; -5,6. Тогда показатель Mt равен следующему значению:

Показатель глубины промерзания для Московского региона с наиболее часто встречающимся здесь глинистым грунтом, равна:

Когда тип грунта неизвестен, нужно приобрести простой бур, который продают в специализированных магазинах, и проделать небольшие скважины в центре будущей площадки под дом и по углам ее. Это позволит определить вид грунта. В основном в Москве и области распространены суглинистые и глинистые грунты.

Как рассчитать глубину заложения фундамента формула.

После того, как произведен расчет нормативной глубины промерзания, рассчитывают еще одну глубину промерзания.

где kh для фундаментных оснований неотапливаемых строений равен 1,1. В Московском регионе средняя за год температура равна +5,4 о ;

kh для строений отапливаемых берется из таблицы, которую можно найти в таблице строительных справочников. Считается расчетная глубина замерзания:

• если строящийся дом не отапливается зимой, df = 1,1*1,1= 1,21 м. При округлении получаем df = 1,25 м
• для отапливаемого строения без подвала, с теплыми полами цоколя: df = 0,7*1,1 = 0,77 м. Получается df = 0,8 м
• если дом, который строится, будет отапливаться и иметь не холодное подвальное помещение df = 1*1,1 = 1,1 м.

Для отапливаемого строения без подвала с утепленным перекрытием d = 0,8 м.

Для отапливаемого строения с холодным подвальным помещением d=1,1 м.

Зависимость от уровня подземных вод

Подземные источники, которые находятся в верхней толщи земли, перенасыщают почву влагой и постепенно нарушают целостность железобетонного основания. Это фактор должен быть учтен при проектировании фундамента. Застройщик может нанять геодезиста для гидрогеологического анализа или заняться исследованием самостоятельно.

Глубокое залегание ГВ

Когда подземные воды проходят ниже линии промерзания, то дом практически не подвержен их влиянию. Определяющие размеры в этом случае рассчитывают только с учетом особенностей геологии участка и веса конструкции.

Выше или на уровне границы промерзания

Для застройщика такие гидрогеологические условия считаются неблагоприятными и требуют проведения компенсирующих мероприятий. Для исключения разрушающего воздействия, ленту опускают ниже линии промерзания на 0,15 – 0,2 м.

Скалистые, крупнозернистые, гравийные и подобные им породы достаточно плотные, чтоб инженер мог не учитывать залегание источников в расчетах.

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:

Hp=m*tm*Hh,

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.

Требования СП и СНиП

Проектирование основания ведется по СНиП 2.02.01-83. Этот документ регламентирует все параметры фундамента, включая ширину. Эти параметры рассчитываются по предельным состояниям: несущей способности и деформациям, учитывая действие силовых и неблагоприятных факторов.

Расчет фундамента по несущей способности проводится в таких случаях:

1. Основание будет испытывать существенные горизонтальные нагрузки (есть подпорные стены, основания распорок и так далее).
2. Дом строится недалеко от откоса или на откосе.
3. На участке скальный или пучинистый грунт.

Учитываются такие деформации:

• просадки;
• оседания;
• осадки;
• сочетание подъема и осадки;
• провалы;
• горизонтальное смещение.

Для расчетов в СНиП приводятся таблицы и формулы, используя которые можно вычислить оптимальную ширину фундамента. В среднем, ширина ленты для стандартного двухэтажного дома составляет 0,4 м. Расчеты также проводятся по СП (Своду правил), основанном на СНиП и ГОСТ.

Какой глубины нужно заливать фундамент

Перед тем, как окончательно решить, какой глубины нужен фундамент, следует подумать и о способах снижения влияния негативных факторов внешней среды. С целью уменьшения глубины промерзания грунта можно провести задернение участка и посадку кустарниковых насаждений, которые аккумулируют отложение снега, тем самым снижая глубину промерзания грунта. Промерзание земли вблизи фундамента существенно уменьшится, если основание отмостки выполнить из слоя керамзитового гравия толщиной 20—30 см.

Грунтовые условия для определения того, какой глубины заливать фундамент, нужно оценить хотя бы приблизительно. Для этого на месте будущей постройки нужно выкопать минимум два шурфа глубиной 1,5 м (чем их больше, тем меньше сюрпризов вас будет ожидать в дальнейшем) и визуально определить состав и влажность грунта: сухой, влажный, водонасыщенный. Если же пришлось долбить сплошной камень, вам очень повезло: в этом (правда, очень редком) случае основанием для дома будет скальный грунт. Трудно придумать что-либо более надежное, поэтому тратиться на фундамент здесь особо не придется. Мест с обломочным грунтом (щебень, галька, гравий) больше. Здесь достаточно опустить подошву фундамента на 0,5 м.

Отдельные фундаменты под стойки («башмаки»)

Отдельные фундаменты под стойки путепроводов, рамных мостов, виадуков и колонны промышленных зданий устраивают при хороших грунтах (малосжимаемых, прочных грунтах). Это так называемые «башмаки». Их выполняют из железобетона. По характеру работы материала «башмаки» относятся к гибким фундаментам. Схема «башмака» показана на рис. 3.

Рисунок 3 – Схема «башмака».

В «башмаках» возникают значительные растягивающие усилия, воспринимаемые арматурой. При одной и той же площади подошвы фундамента объем фундаментов «башмаков» гораздо меньше.

Фундамент в виде сплошной железобетонной плиты

Устраивают такие фундаменты под всем сооружением. Применяют при сильносжимаемых и малопрочных грунтах основания. Схема фундамента показана на рис. 4.

На общую плиту передается нагрузка от всех стен и колонн здания. При этом уменьшается средняя осадка всего сооружения, неравномерность осадок отдельных стен и колонн практически исключается.

Рисунок 4 – Схема фундамента в виде сплошной железобетонной плиты.

Эти фундаменты редки, неэкономичны. Очень чувствительные к неравномерным осадкам.

Материалы для фундаментов

Материалы в фундаментах подлежат деформациям под действием различных внешних усилий, влияния грунтовой и поверхностной воды, воздействию замерзания и оттаивания влаги в порах кладки.

Для обеспечения долговечности фундаментов выбирают материалы, хорошо сопротивляющиеся этим воздействиям: железобетон, бетон, бутобетон, редко бутовая кладка (из-за трудоемкости выполнения).

Наиболее универсальным материалом для фундаментов любой формы является железобетон, так как железобетон хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу.

Железобетонные и бетонные фундаменты выполняются сборными и монолитными.

Монолитными называют фундаменты, которые бетонируют непосредственно на месте возведення сооружения.

Сборные элементы наиболее рациональны для устройства ленточных фундаментов под стены.

В дорожном строительстве сборные фундаменты в виде «башмаков» применяют под опоры (стойки) путепроводов, рамных и балочных мостов малых пролетов при грунтах, которые имеют достаточно высокую прочность и малую сжимаемость.

В случае более слабых грунтов возможно использование сборно-монолитных фундаментов, в которых нижняя плита, имеющая большой вес, выполняется монолитной, а подколоники сборными.

Применение сборных фундаментов заводского изготовления позволяет уменьшить трудоемкость работ на строительных площадках и максимально механизировать работы. Сборные фундаменты позволяют повысить качество работ, применять более совершенные конструкции фундаментов, обладающие меньшим весом и высоким процентом использования прочности материалов. Однако, при этом увеличивается расход стали, трудозатраты на заводе, транспортные расходы.

Для массивных опор мостов, которые требуют большой площади для передачи давлению на грунт, в дорожном строительстве находят применение монолитные фундаменты. Монолитные фундаменты целесообразны для отдельных фундаментов сложного очертания под колонны и оборудование, а также когда вес фундамента больше грузоподъемности монтажного крану.

Проверка устойчивости положения фундамента

В ряду случаев при действии на фундамент, кроме вертикальных сил, горизонтальных сил и изгибающих моментов, выполняются проверки:

— устойчивости положения фундамента на опрокидывание;

— устойчивости на плоский или глубинный сдвиг.

Проверки выполняются по п.1.40; 1.41;7.14 «СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы».

Устойчивость положения фундамента против опрокидывания

Расчетная схема показана на рис.3

Рис 3 Расчетная схема

Основная формула

  , ( 8 )

где М_u= ∑F_i *h_i – момент опрокидывающих сил;

M_z = ∑P_i *l_i – момент удерживающих сил;

γ_n — коэффициент надежности по назначению, γ_n =1,1;

m — коэффициент условий работы;

m= 0,9 — скальное основание,

m= 0,8 — грунтовое основание.

Проверка на плоский сдвиг по подошве фундамента

Основная формула

 , (9)

где Q_r = ∑ F_i– сдвигающая сила равна сумме проекций сдвигающих сил по направлению возможного сдвига;

Q_z = Ψ∑P_i – удержувающие силы – силы трения между грунтом и подошвой;

Ψ– коэффициент силы трения кладки о грунт ( о поверхность), принимается по п. 7.14 «СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы»;

m – коэффициент условий работы; m=0,9;

 – коэффициент надежности по назначению,  =1,1.

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.

Утепление ленточного фундамента

Профессионалы и инженеры утверждают, что мелкозаглубленный фундамент нуждается в утеплении в момент его возведения. Качественно выполненная теплоизоляция не только защитит постройку от сырости, но и убережет от холода в зимнее время года.

В каких случаях теплоизоляция необходима:

• при использовании мелкозаглубленного фундамента;
• при наличии отопления на цокольном этаже.

Также эта процедура рекомендована на той местности с пучинистыми грунтами, поскольку они при замерзании увеличиваются в объеме, что приводит к выталкиванию фундамента, а при наступлении тепла происходит неравномерное оттаивание. Это способствует образованию трещинок и разрушению здания.

Чем утеплить фундамент:

1. Пенополистирол – этот материал прекрасно себя зарекомендовал, и отлично подойдет для утепления во всех регионах России, включая северную часть.
2. Пенополиуретан – материал наносится равномерным слоем, образуя прочное покрытие, которые не деформируется при внешнем воздействии. Однако для его применения необходимо специальное оборудование и навыки.

Важно: независимо от того, какой был выбран материал для теплоизоляции, обязательным пунктом остается проведение гидроизоляции фундамента. Без нее утепление становится бесполезной процедурой