Оптимальная глубина заложения ленточного фундамента

Фундаментное основание предназначено для равномерного распределения нагрузки от вышеустановленных конструкций по массиву грунтов, на которых ведется строительство. Необходимость закладки фундамента вызвана тем, что на основание каждого дома в процессе эксплуатации кроме движения грунтов действуют также вес самого строения и изменяющиеся климатические условия. Чтобы противостоять действию этих сил, зданию необходимо прочное и твердое основание, способное принять и равномерно распределить предполагаемые нагрузки. Одним из параметров, определяющих надежность и долговечность строений, является глубина заложения фундаментов, которые могут быть заглубленными, мелкозаглубленными и глубокого заглубления. Последние используются, как правило, при строительстве промышленных или высотных зданий и их расчет отличается высокой сложностью.

Факторы, влияющие на глубину заложения фундаментов

Перед началом строительства сооружения сделайте проект на основе которого будут проводиться строительно-монтажные работы, подключение к существующим сетям коммуникаций. На основании этого документа, после оформления, сбора подписей у контролирующих организаций, выдаётся разрешение на строительство.
Важно! Не начинайте работы до получения разрешения на индивидуальное строительство.

Проектирование ленточного фундамента, определение его заглубления производится с учётом влияния следующих факторов:

1. Глубина сезонного промерзания ниже лежащих грунтов.
2. Уровень грунтовых, паводковых вод.
3. Состав и залегание грунтов, их свойства, несущая способность.
4. Класс ответственности, долговечности, капитальности сооружения.
5. Нагрузки, передающиеся на ленточный фундамент от веса здания.
6. Близко расположенные застройки.
7. Сейсмичность района.
8. Экологические и санитарные требования.
9. Экономическая целесообразность при выборе вариантов.

От теории к практике

Ранее вы имели возможность ознакомиться с перечнем факторов, принимаемых во внимание в процессе проектирования фундамента, а также получили теоретическое представление об основных расчетных мероприятиях на этапе планирования основания. Теперь вам предлагается узнать, как проводится определение оптимальной глубины заложения на практике.

На что обращаем внимание?

Ранее приводился довольно обширный перечень факторов, определяющих оптимальную глубину заложения фундамента. На практике застройщики обращают внимание лишь на некоторые из них. Об этом в таблице.

Таблица. Факторы, определяющие глубину заложения

Важно! После определения оптимальной глубины заложения по всем значимым факторам, выбирается наибольший найденный показатель, и именно он используется в качестве расчетного.

Глубина промерзания, методы определения

При определении глубины заложения подошвы фундамента важную роль играет правильное определение нормативной глубины промерзания для данного района строительства. Проектные организации, для облегчения расчётов, пользуются картой с нанесёнными изотермическими линиями или таблицей, в которой указаны значения нормируемой глубины промерзания для крупных городов, регионов России.

Нормативную глубину промерзания в районе строительства ленточного фундамента можно посчитать самостоятельно по эмпирической формуле (5.3 СП 22.13330.2016) справедливой для районов с промерзанием <2.5 м:

dн=√M*d0

• dн — нормативная глубина промерзания;
• М — сумма отрицательных среднемесячных температур за год которые узнайте из СНиП 23-01-99 таблица 3. В случае самостоятельного расчёта получите эти данные на местной метеостанции за последние 5 лет наблюдений, выберите холодный год;
• d0 – эмпирический коэффициент, зависящий от типа и вида грунтов, находящихся в зоне промерзания, определяемый из таблицы.

Расчётная глубина залегания подошвы ленточного фундамента определяется умножением нормативного значения на коэффициент 1.1.

Изотермические линии нормативной глубины промерзания по Европейской территории России и Западной Сибири.

Выборка из таблицы нормативной глубины промерзания грунтов по Европейской части России

Для домов с тёплым подвалом или утеплённым полом расчетная отметка заложения определяется с учётом температуры в помещениях, примыкающих к фундаменту во время отрицательных наружных температур по формуле (5.4 СП 22.13330.2016):

df = dн*к

• df – расчётная отметка заложения;
• dн — нормативная глубина, определяемая выше по формуле 5.3;
• к — понижающий коэффициент, определяемый по таблице 5.2 СП 22.13330.2016.

Например: по Московской области нормируемая глубина сезонного промерзания на площадке с супесными грунтами, пылевидными песками равна 1.34 метра. При строительстве дома из кирпича с отапливаемым подвалом, температурой в холодные месяцы 20 градусов понижающий коэффициент =0.4. Расчётный уровень заложения: 1.34*0.4=0.56 м. Подошва фундамента будет на отметке -0.76 м.

Коэффициенты для определения расчётной глубины промерзания для отапливаемых зданий.

Нормативные уровни промерзания берутся по пиковой нагрузке от максимально низких температур за 5—10 лет наблюдений. Поэтому, во время проектирования следуйте рекомендациям СП, чтобы гарантировать сроки эксплуатации строения.

SGround.ru

Основные принципы выбора глубины заложения фундамента

Оглавление

1. Введение
2. Критерии выбора глубины заложения фундамента
3. Требования норм проектирования к глубине заложения фундаментов
4. Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты
5. Заключение
6. Связанные статьи

Введение

Тема статьи очень важная – выбор глубины заложения фундамента не менее важен чем его способность без разрушения воспринимать нагрузки от надземной части сооружения без разрушения, осадок и деформаций.

Почему так? В первую очередь потому, что слишком маленькая глубина заложения фундамента ведет к воздействию на него труднопреодолимых лобовых сил морозного пучения грунтов. А слишком большая глубина до подошвы фундамента – это неоправданные большие финансовые затраты. Поэтому важно определить минимально необходимую и достаточную для обеспечения надежности и долговечности здания (или сооружения) глубину заложения фундамента.

Критерии выбора глубины заложения фундамента

Существуют несколько параметров которые влияют на глубину заложения фундамента. Приведу список параметров в порядке уменьшения значимости:

1. Тип грунта в пределах сезонно-промерзающего слоя;
2. Глубина промерзания грунта (расчетная);
3. Уровень грунтовых вод (максимальный прогнозный);
4. Прочность грунтов основания (как правило повышается с глубиной) и нагрузка на фундамент;
5. Стоимость возведения фундамента.

В статье далее речь пойдет преимущественно о столбчатых, ленточных, плитных и других видах несвайных фундаментов. Т.к. глубина погружения сваи обычно составляет не менее 4,0 м., то в подавляющем большинстве случаев нижний конец сваи находится ниже глубины промерзания грунта. Для свай глубина погружения назначается из расчета по прочности и деформациям и рассматривается в отдельной статье.

Отдельной строкой следует выделить незаглубленные и малозаглубленные фундаменты. Чуть подробнее о них в конце этой статьи, а совсем подробно в этой статье.

Подробнее остановимся на каждом из параметров в списке:

1. Тип грунта в пределах сезоннопромерзающего слоя;

Для определения глубины заложения фундамента важен тип грунта, т.к. это определяет пучинистый грунт или нет. Степень пучинистости зависит и от других факторов, например от влажности (см. статью физика процесса пучения), но влажность меняется – сегодня грунт сухой, а завтра началась аномально-дождливая погода и он стал водонасыщенным. А вот некоторые типы грунтов, такие как пески средние и крупные, крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, щебенистые и галечниковые грунты непучинисты всегда, при любых условиях. Для таких гарантированно непучинистых грунтов глубину заложения фундамента можно выбирать без учета глубины промерзания грунта – только из конструктивных соображений.

1. Зависимость глубины заложения фундамента от глубины промерзания грунта

Если же грунты в зоне промерзания не относятся к гарантированно непучинистым, то в первую очередь следует выбрать глубину до подошвы фундамента так, чтобы она была больше максимальной расчетной глубины промерзания грунта. Если это условие не выполнить, то на фундамент будут воздействовать лобовые силы морозного пучения, а это будет означать почти гарантированный перекос фундаментов (в той или иной степени) в зимний период со всеми вытекающими последствиями.

Глубина промерзания при этом определяется с учетом тепловыделений от отапливаемого здания – чем выше температура в помещении зимой, тем меньше расчетная глубина промерзания. Если же здание/сооружение не отапливаемое тогда расчётная глубина промерзания больше нормативной в 1,1 раза за счет того, что холодные фундаменты лучше проводит тепло, а это ускоряет отток тепла из грунта и его промерзание.

1. Зависимость глубины заложения фундамента от уровня грунтовых вод

Грунтовые воды сами по себе не являются такой уж проблемой для железобетонной конструкции – если опустить ее в чистую воду, то бетон и арматура будет чувствовать себя даже лучше чем на открытом воздухе.

Опасность грунтовых вод заключается в том, что они делают большинство грунтов сильнопучинистыми. При чем не только ниже уровня грунтовых вод (УГВ) грунты приобретают такие свойства, но и в некоторой толще над УГВ – в пределах капиллярной (морозоопасной) каймы толщиной до 3-3,5 м (подробно см. статью). Помимо этого, бетон, впитывая в себя воду, зимой в последующем быстро разрушается из-за того, что вода внутри пор бетона увеличивается в объеме при замерзании и разрывает бетон изнутри.

Кроме того, грунтовые воды зачастую содержат в себе загрязняющие вещества, которые агрессивно воздействуют на бетон, сталь и арматуру ж/б конструкций – обладают агрессивными свойствами.

1. Зависимость глубины заложения фундамента от прочности грунтов основания и нагрузки на фундамент

При внимательном изучении формулы по которой определяется расчетное сопротивление грунта видно, что этот показатель значительно увеличивается с увеличением глубины заложения фундамента. Так происходит из-за того, что если слои грунта под подошвой фундамента находятся глубже, то они сильнее обжаты выше расположенными слоями и, следовательно, они более плотные и их сложнее вывести из состояния устойчивости (потеря устойчивости грунта связана с выпором части грунтового массива из-под подошвы фундамента вбок и вверх, см. схему).

Схема потери устойчивости грунта от вертикальной нагрузки

Поэтому при больших нагрузках на фундамент можно либо увеличить площадь подошвы, либо увеличить глубину его заложения. Решение в каждом случае принимается индивидуально с учетом экономики и характеристик слоев грунта и характера их напластования.

1. Зависимость глубины заложения фундамента от экономики и финансов собственника

Здесь все понятно – чем глубже зарывать фундамент, тем больше потребуется материалов и земляных работа, тем выше будет стоимость строительства. Поэтому всегда важно не делать огромный запас, а определять минимально необходимое заглубление.

Требования норм проектирования к глубине заложения фундаментов

Обратимся к главному действующему нормативу в области проектирования фундаментов – СП 22.13330.2016 раздел 5.5 «Глубина заложения фундаментов» п.5.5.1 гласит:

«Глубину заложения фундаментов следует принимать с учетом:

• назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
• глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;
• существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
• инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);
• гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;
• возможного размыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (мостов, переходов трубопроводов и т.п.);
• глубины сезонного промерзания грунтов.

Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от указанных условий необходимо выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.»

То есть почти то же самое, о чем говорилось выше только другими словами. Далее в п. 5.5.2-5.5.4 СП идет методика определения расчетной и нормативной глубины промерзания – это вопрос рассмотрен в другой статье.

Далее п 5.5.5 однозначно определяет правила выбора глубины заложения фундамента:

Глубину заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания следует назначать:

• для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 5.3;
• для внутренних фундаментов — независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:

• специальными исследованиями на данной площадке установлено, что грунты не имеют пучинистых свойств;
• специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформации грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную надежность сооружения и не превышают предельно допустимых деформаций (см. 5.6);
• предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов выполнена замена грунта непучинистым материалом на глубину промерзания.

Таблица 5.3

Глубину заложения наружных фундаментов отапливаемых сооружений с холодным подвалом (техническим подпольем) принимают наибольшей из значений глубины заложения внутренних фундаментов и расчетной глубины промерзания грунта с коэффициентом Kh=1, считая от уровня планировки.При наличии в холодном подвале (техническом подполье) отапливаемого сооружения отрицательной среднезимней температуры глубину заложения внутренних фундаментов принимают по таблице 5.3 в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта, вычисляемой по формуле (5.4) при коэффициенте Kh=1. При этом нормативную глубину промерзания, считая от пола подвала, определяют расчетом по 5.5.3 с учетом среднезимней температуры воздуха в подвале.
5.5.9 При проектировании сооружений уровень подземных вод должен приниматься с учетом его прогнозирования на период эксплуатации сооружения по 5.4 и влияния на него водопонижающих мероприятий, если они предусмотрены проектом.

Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты

Некоторые источники (смотри раздел нормативы) рекомендуют не заглублять фундаменты вообще – ставить их подошвой прямо на поверхности земли или заглублять совсем незначительно. Данное решение имеет следующие достоинства:

• Простота возведения фундамента;
• Неравномерные деформации пучения не накапливаются а каждое лето положение и форма фундамента восстанавливается;
• Максимальная дешевизна фундамента.

Но оно имеет ряд недостатков:

• Фундамент подвержен лобовым силам морозного пучения а значит почти наверняка будет иметь перекосы в зимний период, хоть после оттаивания он и приходит в норму;
• Несущая способность фундамента невелика, т.к. заглубление равно 0, а несущая способность грунтов увеличивается с глубиной;
• Нет возможности выполнить подвал и вообще нельзя выполнять никаких работ по откопке грунта рядом с таким фундаментом;
• Конструкция фундамента должна быть достаточно прочной чтобы при неравномерном пучении и перекосах не получать повреждений разрушиться.

Однако для деревянного дома незаглубленный фундамент довольно неплохо подходит, т.к. масса дома небольшая и преодолеть даже касательные силы пучения с такой маленькой нагрузкой фундаментам нелегко – для заглубленного фундамента необходимы дополнительные мероприятия, например, засыпка пазух непучинистым грунтом. А это приводит к удорожанию стройки.

Фото: незаглубленный ленточный фундамент

Имею личный опыт применения ленточного незаглубленного фундамента под 2хэтажным срубом – в зимний период каждый раз происходит одинаковый перекос порядка 10-15 см, грунты сильнопучинистые. Эти деформации вызывает перекосы крыльца и наружной лестницы, поэтому они были сделаны с возможностью свободной деформации относительно сруба. В остальном все работает нормально, летом приходит в исходное положение.

В общем вариант имеет право на жизнь в дачном строительстве, для капитального жилого дом – не рекомендую.

Заключение

• При выборе глубины заложения фундамента руководствуйтесь требованиями СП 13330.2016 раздел 5.5 «Глубина заложения фундаментов».
• Учитывайте тепловой режим здания в зимний период – если здание отапливаемое, то глубина промерзания будет меньше.
• Учитывайте максимальный возможный уровень грунтовых вод – если он близко к границе промерзания то глинистые грунты будут пучинистыми;
• Если есть крайняя необходимость сэкономить или сооружение не ответственное то рассмотрите вариант незаглубленного ленточного фундамента.

Связанные статьи

• Что такое пучинистые грунты
• Грунтовые воды и их влияние на грунты основания
• Основные меры в борьбе с морозным пучением

Грунтовые воды

Уровень положения грунтовых вод напрямую влияет на заложение проектируемого фундамента и состояние грунта. Определить уровень грунтовых вод возможно такими способами:

• получить данные по гидрогеологическим изысканиям в районе участка у отдела архитектуры;
• пробурить шурф самостоятельно;
• узнать у соседей, построившихся ранее на прилегающем участке.

Уровень грунтовых вод носит сезонный характер, поэтому расчёт ведётся по максимальному значению в пиковый, весенний период (СНиП 22.13330.2016). В зависимости от положения грунтовых и паводковых вод, глубины естественного промерзания изменяется нормируемое заложение подошвы основания.

Когда пиковый подъём грунтовых вод превышает глубину промерзания, рекомендуется возводить мелко заглублённый ленточный фундамент с применением технологий по укреплению основания, дренажа.

Влияние соседних зданий и сооружений на глубину закладки нового фундамента

Кроме величины промерзания грунта и уровня залегания грунтовых вод на глубину закладки фундамента существенно влияет расположение:

• фундаментов соседних, особенно примыкающих зданий;
• инженерных коммуникаций и подпольного канала;
• подвального помещения.

Обустройство примыкающих фундаментов

Влияние фундаментных оснований рядом стоящих объектов на примыкающие к ним основания вновь строящихся зданий рассмотрено на схеме:

где 1, 2, 3 – варианты заглубления вновь строящегося здания.

При постройке нового дома рядом с уже существующими зданиями наиболее целесообразно применять вариант 2, в котором фундаменты рядом стоящих зданий располагаются на одном уровне. Но даже в этом случае, чтобы избежать дополнительного воздействия на основание существующего дома, рекомендуется обустроить разделительный шпунт.

Использовать 1 и 3 вариант не рекомендуется по таким причинам:

• При заглублении фундамента выше примыкающего строения (вариант 1) за счет дополнительного бокового давления возникает опасность появления дополнительных неравномерных осадок. Во избежание этого явления вновь закладываемое основание должно быть отодвинуто от существующего здания на расстояние L, величина которого определяется из соотношения ∆H/L ≤ tgφ.
• При расположении опорной поверхности строящегося здания глубже имеющегося здания (вариант 3) возможен выпор грунта под ранее заложенным фундаментом во время проведения работ.

Влияние инженерных коммуникаций и подпольных каналов на глубину закладки фундамента

Как влияют инженерные коммуникации на глубину закладки фундаментных оснований, показано на схеме

Подпольные каналы, используемые при прокладке инженерных коммуникаций, имеют заданные отметки по высоте. При этом необходимо, чтобы подошва нового фундамента располагалась ниже подпольного канала на величину не менее 0,2 м.

Кроме того, нужно исключить выпирание и промерзание грунта со стороны подвального помещения при проведении работ. Поможет этому выполнение условия dmin ≥ 0,5 dfn.

Влияние способа проведения работ на глубину закладки фундамента

Глубина заложения фундамента строящегося здания предопределяет выбор способа, которым предполагается проводить земляные работы. В свою очередь выбранный способ проведения работ также оказывает существенное влияние на глубину его закладки. Связано это с тем, что очень часто необходимость использования максимального количества сборно-механизированных работ не всегда совпадает с возможностями строительной организации. Как соотносятся два эти фактора между собой в конкретных геологических условиях, рассмотрено на схеме:

Представленный на схеме геологический разрез участка строительства предопределяет способы заглубления фундамента в зависимости от разных способов выполнения работ.

• В первом варианте грунт представляет собой пылеватый песок, относящийся к категории слабых грунтов. Как правило, это требует обустройства гибкого фундамента достаточно большого размера, требующего от строителей минимального объема земляных работ.
• Во втором варианте подошва здания заглубляется в слой суглинка, что позволяет спроектировать ее с минимальными размерами. Однако при этом от строительной организации потребуется вырыть глубокий котлован и дополнительно укрепить его стенки. Обустройство искусственного водоотлива будет в данном случае тоже нелишним.
• Третий вариант, предполагает использование свайного основания, для которого характерны минимальные объемы земляных работ и операций по заливке бетона. Но в этом случае потребуются дополнительные технологические приемы и наличие специальной техники для установки свай.

Окончательное решение по выбору того или иного варианта обустройства фундамента осуществляется совместными усилиями проектировщиков, инженеров строительной организации и заказчика. Принятый вариант в любом случае должен опираться на глубокий анализ технико-экономических характеристик будущего строения – только в этом случае можно гарантировать долговечность и надежность возводимого здания.

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.

Популярные мифы о глубине заложения

Следуя элементарной логике, можно прийти к примерно такому выводу: чем глубже заложишь фундамент, тем лучше он будет противостоять всевозможным воздействиям, и тем дольше прослужит. На практике ситуация обстоит иным образом. Далее вам предлагается ознакомиться с самыми популярными мифами о глубине заложения фундамента и узнать, как нужно делать правильно.

Глубже строишь – дольше служит

Стоит ли строить глубокий фундамент

Даже опытные труженики сферы строительства нередко заблуждаются, полагая, что внушительная глубина заложения при любых обстоятельствах является гарантией надежности и долговечности конструкции. В некоторых ситуациях это срабатывает, но не стоит думать, что большая глубина заложения основания будет являться 100%-м залогом высокой прочности опоры.

Фундамент глубокого заложения

На практике обязательно выполняется квалифицированный и довольно объемный расчет, предполагающий предварительное проведение инженерно-геологических исследований, определение типа почвы на участке, нахождение уровня прохождения грунтовых вод и т.д. Многое зависит и от конструктивных особенностей возводящегося здания (материал, число этажей, надстройки и т.п.). К примеру, к фундаменту для бани при прочих равных условиях будут предъявляться менее строгие требования, нежели к опоре, рассчитанной на использование в комплексе с жилым домом, но к определению оптимальной глубины заложения нужно одинаково ответственно и грамотно подходить в обоих случаях.

Полезный совет! Вышеперечисленные моменты интересным и понятным простому обывателю языком подробно изложены в книге «Не зарывайте фундаменты вглубь» под авторством В.С. Сажина. Рекомендуем к ознакомлению.

Иллюстрация к пособию

Файл для скачивания – В.С. Сажин «Не зарывайте фундаменты вглубь». Расчеты, таблицы, конструкция фундаментов, правила выбора опорных конструкций, правила армирования

Файл для скачивания – В.С. Сажин «Не зарывайте фундаменты вглубь»

Одна лишь глубина важна?

Как отмечалось, фундамент не во всех ситуациях должен быть заглубленным, даже если строительство ведется на не самом спокойном грунте – существуют строительные технологии, позволяющие увеличить твердость и плотность практически любой почвы. Ввиду этого, если запланировано строительство компактной частной бани, а не огромного жилого дома, в «закапывании денег в землю» не будет никакого смысла.

Небольшой бане не нужен фундамент глубокого заложения

Наряду с этим, должны учитываться характерные особенности строительной площадки. К примеру, распространенной проблемой является высокое прохождение грунтовых вод. В случае возведения бани, этот вопрос можно решить посредством обустройства эффективного дренажа вокруг опорной конструкции, а не за счет заглубления фундамента.

Схема дренажа фундамента

План дренажа

Еще одной распространенной проблемой являются оползни. Наличие таковых может привести к катастрофическим последствиям в виде провисания, деформации и разрушения опорной конструкции. В данном случае целесообразнее будет заняться укреплением грунта, а не фундамента.

Укрепление и защита грунта

Укрепление грунта габионами

Укрепление грунта решеткой Укрепление грунтов и стабилизация опасных склонов

К примеру, в случае с песчаными грунтами хорошо проявляет себя технология силикатизации, предполагающая обработку грунта вокруг опорной конструкции с помощью смеси, включающей равные доли воды и жидкого стекла. Увлажненный таким составом песок тщательно утрамбовывается. В результате грунт становится более прочным.

Принципиальная схема двухрастворной силикатизации оснований

Еще один эффективный способ предполагает использование специальных химических реагентов. В данном случае на строительной площадке пробуриваются небольшие скважины, через полученные углубления в землю вливаются смоляные составы, что приводит к эффективному упрочнению слабого грунта с минимальными финансовыми затратами.

Внесение реагентов-стабилизаторов

Фундаменты глубокого заложения

При строительстве зданий 1 и 2 категорий применяют фундаменты глубокого заложения, ниже глубины промерзания. Это обеспечивает их нормируемую долговечность (>50 лет), степень ответственности, капитальность (ГОСТ 27751). Немалую роль в проектировании играет:

• отсутствие выше грунтов, способных нести расчётную нагрузку;
• необходимость устройства подвала для проводки коммуникаций;
• нахождение рядом крупных объектов, способных изменить расположение и свойства грунтов за время эксплуатации;
• повышенная сейсмичность.

Привязка таких зданий производится на основе глубоких инженерных расчётов с учётом правил и требований СП 22.1330.2016, с применением необходимых мер защиты фундамента от пучения, подземных и паводковых вод.

Применяемые виды защиты:

• утепление, позволяющее сохранять температуру фундамента и предотвращать обмерзание;
• дренаж на уровне основания подошвы перфорированными трубами для отвода подземных и талых вод;
• несъёмная опалубка;
• утеплённая отмостка расчётной ширины;
• утепление цоколя;
• укрепление грунтов инъекцией цементного раствора при необходимости.

Уровень заглубления ленточной опоры

Фундамент ленточного типа прост в монтаже и проектировании, подходит под большинство видов строительных конструкций. Рекомендован к использованию на грунте со слабовыраженной пучинистостью, не рекомендуют там, где водонасыщение почвы высокое.

Глубину ленточного фундамента определяют параметры:

• уровень промерзания почвы;
• высота протекания грунтовых вод;
• выраженность пучинистости почвы.

Соединение этих факторов приводит к тому, что пучинистость почвы будет повышаться с увеличением глубины промерзания грунта и близости подземных вод. Такая почва будет сдавливать снизу фундамент и выталкивать его вверх. Глубокое расположение фундамента уменьшает интенсивность таких процессов.

Нормативы определяют минимальные показатели заглубления:

• 0,45 м в малопучинистых почвах;
• 0 м на скальном грунте;
• 0,75 м в пучинистых почвах;
• на уровне залегания стабильного грунта при водонасыщенных и подвижных верхних слоях почвы.

Максимальная глубина заглубления – 2,5 м для всех видов грунта.

Чтобы не решать от чего зависит глубина заложения фундамента, можно обустроить теплоизоляцию грунта и утепление фундамента, смонтировать систему дренажа и отвода грунтовых вод.

Другие виды фундамента

Столбчатую основу используют под легкие здания. Эффективен такой фундамент там, где сильно промерзает почва. Его опускают в грунт ниже точки промерзания на 10-25 см.

Для закладки свай и выбора их типа определяют свойства грунта. Изготавливают такое основание в основном из бетона. Свайные фундаменты глубокого заложения опускаются на глубину 1 м и более, что зависит от несущей способности конструкции.

Самый устойчивый вариант основания здания – плитное или сплошное. Формируется из железобетонных плит. Его заглубливают вниз до 50 см в любой грунт.

Определение глубины для закладки фундамента является комплексной задачей, решать которую необходимо еще на этапе проектирования строительной конструкции.

Что это такое

Данный термин обозначает степень погружения подошвы основания в землю. Иными словами, глубина заложения фундамента – это расстояние от его нижней части до грунтовой поверхности.

Минимальное значение параметра – 50 см. При закладке невысоких зданий промышленного назначения без кранового оборудования и серьезного динамического воздействия, жилья не выше двух этажей, вместо нижней части заглубленного ниже 70-сантиметровой отметки фундамента допускается использование гравийной, щебневой или средне/крупнопесчаной подушки. Над ней должна возвышаться хотя бы 50-сантиметрровая часть.

При заложении фундамента на глинистом, суглинистом, песчаном или супесчаном грунте, особенно при глубоком промерзании, следует позаботиться о его защите от поверхностных вод. Делается это путем обустройства отмостки по периметру здания и установки водоотводных лотков.

Под внутренними стенами в домах, где планируется отопление, нет необходимости при устройстве основания ориентироваться на то, как сильно промерзает земля, и как близко проходит слой грунтовых вод. Но минимальный размер все равно тот же — 50 см. Если такие фундаменты возвышаются над основаниями внешних стен, то следует позаботиться об их защите от промерзания.

Рекомендации для различных фундаментов

Отдельные виды фундаментных конструкций имеют определенные отличительные характеристики и конструктивные особенности. При этом существуют общие для всех типов рекомендации, позволяющие правильно рассчитать глубину заложения фундамента для одноэтажного или двухэтажного дома, различного рода построек подсобного и хозяйственного назначения. Они сводятся к следующему:

• величина заглубления фундамента не может быть менее 50 см, за исключением тех случаев, когда основанием выступает скалистый грунт;
• при расположении нескольких зданий друг возле друга глубина заложения их фундаментов должна быть одинакова. Это необходимо для обеспечения устойчивости строений;
• заглублять фундамент в несущий слой грунта необходимо минимум на 10-20 см, чтобы нагрузка от конструкции полноценно передавалась твердой почве;
• если позволяют условия, то фундамент целесообразно закладывать над водоносным слоем. Благодаря этому можно обойтись без устройства дренажной системы;
• нижнюю часть фундамента целесообразно опускать примерно на 1/5 ниже слоя промерзания, что позволяет предотвратить разрушительное действие пучения и избежать неравномерной усадки строения.

Не стоит углубляться слишком сильно, поскольку особого преимущества в плане надежности это не даст, зато расходы существенно увеличатся.

Ленточный фундамент

Ориентирован в первую очередь на строения, возводимые на однородных слабопучинистых грунтовых основаниях. Мало подходят для глины и насыщенных влагой грунтов с неоднородной структурой.

Базовые параметры, на которые ориентируются при определении глубины ленточного фундамента, следующие:

• величина промерзающего слоя;
• уровень залегания подземных вод;
• насыщенность почвы влагой.

Чем глубже промерзает грунт, и чем ближе к его верху водоносный слой, тем больше вероятности вспучивания земли в период отрицательных температур. Для защиты от этого явления прибегают к заглублению фундаментных конструкций. В нижерасположенную таблицу приведены ориентировочные цифры для разных видов почв.

Углубляться существенно ниже 200-сантиметровой отметки экономически нецелесообразно.

Столбчатый фундамент

Пригоден главным образом для нетяжелых и невысоких зданий. Состоит из группы железобетонных опор, устанавливаемых в местах стыка стен, в том числе внутренних с капитальными. Между собой оголовки колонн соединяются посредством железобетонного ростверка. Нижняя часть опор погружается в подушку из песчано-гравийно-гравийной смеси.

Фундамент данного типа отличается невысокой стоимостью и простотой обустройства. Кроме того, он подходит для эксплуатации в местностях с проблемными грунтами.

Не рекомендуется устанавливать столбы на торфе, глине и иных слабонесущих и подверженных сдвигу почвах, использовать их в качестве опор для массивных зданий.

Закладка колонн осуществляется на 20-30-сантиметровом удалении от отметки промерзания. На стабильных грунтах высота опор для одноэтажных зданий составляет в среднем 80 см.

Плитный фундамент

Обладает отличными прочностными характеристиками, надежен, не теряет своих свойств на протяжении длительного времени эксплуатации. Однако закладка сопряжена с затратами большого количества денежных средств и привлечением значительных трудовых ресурсов. Основное преимущество плит состоит в том, что они снижают давление, создаваемое зданием на грунтовое основание, что особенно важно, когда оно слабое.

Плитное основание подразделяется на мелкозаглубленное (20-50-сантиметровое расстояние) и глубокозаглубленное (до 100-сантиметровой отметки). Заранее в любом случае подготавливается подушка из песчано-гравийной смеси.

Таким образом, принятие решения относительно того, сколь глубоко должен погружаться фундамент, требует комплексного подхода и учета разносторонних климато-геологических факторов.

Расчёт глубины

Подготавливаясь к строительству нового дома либо дачи, не всегда есть возможность обратиться к проектировщикам, которые производят необходимые замеры. Частные застройщики могут безответственно подходить к вопросу, в результате, возникают проблемы с конструкцией.

Понятие расчет глубины фундамента предполагает обозначение уровня подошвы относительно нулевой отметки.

Для просчета учитывается состояние грунта, анализируются особенности местности и непосредственно тип здания. Конструкции отличаются по форме, размерам. К дополнительным факторам относят погодные условия, проектировщиков интересует средняя температура, количество осадков в год. Расчёт глубины влияет на следующие факторы:

• эксплуатационные свойства;
• уровень влаги внутри помещения;
• состояние пола;
• микроклимат постройки;
• общий уровень устойчивости.

Как уменьшить глубину заложения ленточного фундамента

После проведения всех расчетов по глубине заложения ленточного фундамента, частенько бывает так, что с учетом грунта и региона, его необходимо заложить очень глубоко. От сюда возникает вопрос о том, как сократить расходы и уменьшить глубину.

Существует несколько способов уменьшения глубины заложения ленточных фундаментов, все они основаны на том, чтобы уменьшить значение основных факторов, влияющих на фундамент.

Уменьшение глубины промерзания грунта

Изменить климат в регионе мы, конечно же, не сможем, но сможем изменить глубину промерзания, конкретно под подошвой фундамента, утеплив сам фундамент и грунт, прилегающий к нему с наружной стороны.
Таким образом мы сможем уменьшить глубину заложения фундамента, а также сократить расходы на него.

Отвод грунтовых вод от ленточного фундамента

Еще один действующий способ уменьшения глубины заложения ленточного фундамента – отвод воды от него.

Делается это с помощью устройства хорошей дренажной системы, которая отведет значительную часть воды от фундамента и не даст ей пагубно воздействовать на него.

Песчаная или песчано-гравийная подушка под фундаментом

В случае, когда на участке пучинистые слои грунта залегают достаточно глубоко, ленточный фундамент также придется закладывать на большую глубину. Уменьшить ее можно, заместив пучинистый грунт песчаной или песчано-гравийной подушкой.

Другими словами, необходимо выкопать глубокую траншею до твердых грунтовых пород, а после этого устроить там массивную песчано-гравийную подушку, которая распределит нагрузку от фундамента и дома на грунт равномерно и не даст силам пучения пагубно воздействовать на фундамент.

Подушку желательно делать не только под подошвой фундамента, но и рядом с ним, как показано на схеме.

Стоит отметить, что самым надежным методом уменьшения глубины заложения ленточного фундамента, является комбинированный способ, т.е. и устройство подушки, и утепление, а также устройство дренажа, если это понадобится.

Фундаменты мелкого заложения, сплошные плиты

Фундаменты мелкого заложения применяют для зданий 2 и 3 категорий когда глубина промерзания низкая и заглублять подошву настолько экономически не целесообразно. Второй вариант — глубина сезонного промерзания ниже уровня грунтовых вод.
При этом, геология грунтов на участке должна позволять по природной несущей способности возводить мелко заглублённый фундамент.

Обустройство фундамента сплошной плиты по СП 50-101-2004.

Обустройство должно предусматривать дренаж, утепление отмостки, надёжную гидроизоляцию. Иногда заранее закладывается в проект усиление нижележащих грунтов методом инъекции цементным раствором, установка свай с целью удерживания фундамента от поднятия в случае вспучивания.

Эти меры достаточно эффективные, позволяют гарантировать долговечность фундамента до 50 лет. Расчёт заложения подошвы ведётся с учётом геологии распределения пластов грунта на участке.

Ширина фундамента зависит от несущей способности грунтов на которые он опирается и толщины кирпичной или блочной стены каркаса строения, расчётной по тепло потерям для данного климатического пояса.

Плитный монолитный фундамент рекомендуется возводить в густо застроенных городах и районах, например в Москве, где ограничена возможность копать глубокие котлованы. При соблюдении технологии строительства, плитный фундамент считается надёжнее других оснований.

Расчёт проводится по положениям СП 50-101-2004, сложен для не специалиста, выгоден по экономическим затратам, срокам возведения.