III.1 Определение глубины заложения фундамента.
Глубина заложения фундамента определяеться
с учетом:
-
конструктивных особенностей подземной
части здания
d=hn+hcf+hs-hц
d=2,7+0,2+0,3-0,8=2,4
м
-
климатических условий района
строительства (глубины промерзания).
Расчетная глубина сезонного промерзания
грунта dfопределяется по
формуле :
df=kh
· dfn,
где kh
– коэффициент, учитывающий влияние
теплового режима здания. Приt=
+10°Сkh=0,6 ([6], п.
2.28);
dfn
– нормативная глубина промерзания
d0 =0,23–
глина
Mt=
36 – безразмерный коэффициент, численно
равный сумме абсолютных значений
среднемесячных отрицательных температур
за зиму в Дмитрове (СНиП по строительной
климатологии и геофизике).
-
инженерно-геологических условий
площадки застройки.
Под верхними слоями растительно-почвенного
грунта и глины текучей лежит слой глины
тугопластичной мощностью 2 м, имеющий
расчетное сопротивление 240 кПа.
Проверяем по формуле (I.4)
возможность использования его в качестве
рабочего слоя при максимальной ширине
стандартной фундаментной плитыb= 2 м и нагрузкеNII=360
кН/пог.м
кПа
Опирание фундамента на этот слой по
проведенному предварительному расчету
возможно, так как pII=
228 кПа <R0= 240 кПа;
-
гидрогеологических условий.Грунтовые воды бурением до 15 метров
вскрыты на отметке кровлиIV
слоя, для защиты фундамента от грунтовых
вод запроектирована обмазочная
гидроизоляция битумной мастикой в 2
слоя.
Подбор подошвы фундаментной плиты графическим методом.
Для графического определения площади
подошвы Аф, удовлетворяющей
условиюpII≤Rзадаемся как минимум тремя размерами
ширины b фундамента, так как площадь
подошвыAфленточного фундамента равновелика его
ширинеb:
-
определяется среднее давление pII,i
под подошвой фундамента для каждой
ширины:
Неизвестная расчетная нагрузка NфII,iот веса еще не запроектированного
фундамента, включающего вес опорной
железобетонной плиты, стены подвала из
бетонных блоков, бетонного подвала и
грунта обратной засыпки, пригружающих
внутренний и внешний консольные выступы
опорной плиты, определяется для принятых
3-х значений шириныbпо
следующей приближенной формуле:
NфII,1=b1×1×d×cp=1×1×2,4×20=48
кН;
NфII,2=b2×1×d×cp=2×1×2,4×20=96
кН;
NфII,3=b3×1×d×cp=3×1×2,4×20=144
кН;
где ширина b– ширина
подошвы фундамента, численно равная
площади подошвы;
d–глубина заложения
фундамента,d=2,4 м.
cp– осредненный
удельный вес материалов фундамента,
пола и грунтана
консольных выступах плиты, принимаемый
равным 20 кН/м3.
По полученным значениям pII,i
в зависимости отbiстроится графикpII=f(b)в выбранном масштабе.
Графическое определение ширины b подошвы
фундамента.
Точка пересечения определяет
предварительное значение ширины подошвы
ленточного фундамента b=1,85 м
-
вычисляется расчетное сопротивление
грунта основания по формуле(7) СНиП
[6]:
где c1иc2– коэффициенты условной работы грунтового
основания и здания во взаимодействии
с основанием, определяемые по табл. 3
СНиП [6] (Приложение, табл. 10);
c1– зависит от вида и разновидности
грунта, лежащего под подошвой фундамента.
В нашем примере – глины тугопластичной,
имеющейIL=0,45 и следовательно,c1= 1,25;
c1=1 – для гибкой конструктивной
схемы здания;
k– коэффициент надежности, принимаемый
равным 1, так как прочностные характеристики
грунтаφIIисIIопределены по
результатам непосредственных испытаний
грунтов;
M, Mq, Mc–
коэффициенты, принимаемые по табл. 4
СНиП [6] (Приложение, табл. 8) в зависимости
от расчетного значения угла внутреннего
трения грунтаφII, находящегося
непосредственно под подошвой фундамента,
т.е. «рабочего слоя». ПриφII= 13M=0,26,Mq=2,05,Mc=4,55;
kz– коэффициент принимается
равным единице, при ширине фундаментаb<10 м иkz=z0/b+0,2, приb10 м, здесьz0=8 м, (в данном примере
расчетаkz=1);
b– меньшая сторона (ширина) подошвы
фундамента, м;
’II– осредненное (по слоям)
расчетное значение удельного веса
грунтов, залегающих выше отметки подошвы
фундамента, т.е. в пределах глубины
заложения фундаментаd=2,4 м (от подошвы
фундамента до уровня планировки срезкой
или подсыпкой; предварительная высота
фундаментной подушки ФЛ принята 0,3 м);
’II– определяется по формуле:
==18
кН/м3
где h1, h2
– мощности слоёв грунта в пределах
глубины заложения фундамента
(соответственно 0,6 и 1,6)
II– удельный вес грунта,
залегающего ниже подошвы фундамента,
в примере – глины тугопластичной
имеющегоII=18,8 кН/м3 (при наличии подземных вод
удельный весIIsbопределяется с учётом взвешивающего
действия воды по формуле:IIsb=(s
– w)/(1+e0),
где s
– удельный вес твёрдых частиц грунта;
w=10 кН/м3 – удельный вес воды;
e0– начальный коэффициент
пористости;
cII– расчетное значение
удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента
(cII= 28 кПа);
d1– приведенная глубина
заложения фундамента со стороны подвала,
м:
где hs– толщина слоя грунта
от отметки подошвы фундамента до отметки
низа пола подвала, м;
hcf– толщина конструкции
пола подвала, м;
cf– расчетное значение
удельного веса материала конструкции
пола подвала, принимается равным 22
кН/м3.
=0.61
м
db– глубина подвала –
расстояние от уровня планировки до пола
подвала, м (для сооружений с подвалом
ширинойb≤20м и глубине свыше 2 м,
принимаетсяdb=2м. В условиях
данного примереdb=1,6 м
(рис. 3.3).
Вычисление Rпо формуле (7) СНиП [6]
проводится при значенииb=0 и любом
другом значении, напримерb=3 м, т.к.
его величина изменяется по линейному
закону.
Определяем значение R1приb=0 м:234,8 кПа
Определяем значение R2приb=3 м:
252,4
кПа
По полученным двум значениям R1иR2в зависимости отbстроится
графикR=f(b)(рис.3.2).
Точка пересечения прямой R=f(b)и
кривойpII=f(b)определяет предварительное
значение требуемой ширины подошвы
ленточного фундаментаb=1,85 м
-
по каталогу [17] выбираем фундаментную
плиту с шириной ближайшей к требуемой
b=1,85 м. Выбрали
ФЛ20.30-3 ширинойb=2 м.
длинойl=3,0 м. высотойh=0,5 м, 3-й несущей способности
(допустимое среднее давление подошвой
до 350 кПа) и определяем новое значениеRпри такой ширине
фундамента.
При этом корректируем значения глубины
заложения фундамента d,
среднего удельного веса грунта’II,
приведённой глубины заложения фундаментаd1, т.к. высота
фундаментной плиты ФЛ20.30-3 равна 0,5 м
вместо 0,3 м предварительно принимавшейся
ранее при вычисленииd1иR, соответственноd=2 м,hs=h=0,5
м.
=18,1
кН/м3
=0,84
м
246,5
кПа
Содержание
- Какой глубины делать ленточный фундамент.
- Расчет глубины заложения.
- Технология строительства основания.
- Определение глубины заложения фундамента.
- Расчет глубины заложения фундаментной основы.
- Примерный расчет искомой глубины.
- Как планировка дома оказывает влияние на глубину заложения фундамента.
- Как снизить влияние промерзаемых грунтов на фундамент.
Какой глубины делать ленточный фундамент.
Одним из самых востребованных в наши дни является ленточный фундамент. Его основные преимущества – длительный срок службы, надежность, несложное изготовление без применения грузоподъемных механизмов. Заложение бетонной ленты осуществляется с учетом климатических и геологических условий, а также особенностей проекта. Перед началом строительства всегда рассчитывается глубина заложения и другие размеры фундамента – это позволит избежать осадки сооружения под влиянием деформаций грунта и подпочвенных вод.
От чего зависит глубина ленточного фундамента.
При выборе размерных параметров основания дома обращают внимание на три основных фактора.
1. Плотность грунта.
Если он отличается высокой степенью однородности и прочности, средняя глубина расположения фундаментной ленты составляет 0,5 м. К этой группе относятся каменистые почвы, хрящеватые смеси (песок с глиной и щебнем), песчаные грунты с малой толщиной промерзания. На пучинистых почвах (глины, супеси, суглинки), накапливающих в порах много влаги, рекомендуется довести уровень закладки основы до 0,7 м. На слабых подвижных грунтах глубина заложения ленты зависит от уровня залегания твердой почвы (максимум – 2,5 м).
2. Глубина промерзания.
Существует мнение, что фундамент следует располагать ниже уровня промерзания. Но конструкция (особенно если это легкое каркасное строение) все равно будет неустойчивой из-за морозного пучения. Хотя промерзающий грунт не будет давить на подошву, он будет действовать на стенки ленты. Поэтому довольно часто ленту закладывают на отметке, равной половине глубины промерзания грунта (ГПГ). При этом учитывают, что подошва должна отстоять от уровня почвы не менее чем на 0,5-0,6 м. Влияние пучения уменьшают с помощью конструктивных решений: трапециевидной формы опалубки (она сужается кверху), защитных экранов для ленты, засыпки пазух непучинистым грунтом, прокладки водоотводных каналов.
3. Уровень залегания грунтовых вод.
Если они расположены ниже ГПГ, то глубина заложения ленты от них не зависит. При прохождении русла подземных вод выше отметки промерзания грунта фундамент опускают до уровня ГПГ.
Кроме названных факторов, на степень заглубления ленточного основания влияют класс строения (планируемая долговечность постройки), рельеф участка, общий вес сооружения. Большое значение имеет уровень прокладки коммуникаций: все они должны быть смонтированы выше фундаментной подошвы. Если возводится пристройка к дому. ее основание обустраивают несколько выше (учитывая будущую осадку), обязательно предусмотрев песчаную подушку.
Главная цель при составлении проекта – определить глубину, на которой несущий слой грунта вместе с подсыпкой обеспечит равномерную осадку здания, причем ее значение не должно быть выше максимально допустимого предела.
Расчет глубины заложения.
Если по разным причинам невозможно проведение геологических изысканий для оценки участка, застройщик способен самостоятельно вычислить глубину закладки ленты на основании СП «Основания зданий и сооружений». В качестве примера приводится расчет в Московской области.
1. Определение нормативной глубины промерзания в метрах:
Нормативное значение d0 выбирается по таблице, в зависимости от типа грунта: чем он плотнее, тем больше число. Например, для супесей d0 = 0,28, а для суглинков – 0,23. Mt – сумма модулей (абсолютных значений) средних отрицательных температур за зимний период (в средней полосе он продолжается с ноября по март). Для Москвы этот показатель равен 22,9 (таблица 5.1 «Строительная климатология»). Подставив числа в формулу, получают
dfn = 0,28 х √ 22,9 = 1,34 м
2. Определение расчетной глубины промерзания:
Коэффициент kh зависит от типа сооружения и среднесуточной температуры в помещении, которое примыкает к наружному фундаменту. Для отапливаемых зданий значение коэффициента колеблется от 0,4 (дом с подвалом) до 1,0 (дом без подвала с полом на лагах). Для неотапливаемых сооружений kh = 1,1.Если пол устроен по грунту, а среднесуточная температура составляет 5°C, то kh = 0,8. Подставляем это значение в формулу:
Без геологических исследований, не зная уровня грунтовых вод, лучше заложить ленту на глубине не менее чем df. то есть 1,07 м.
Особенности ленточного основания мелкого заложения
Если возводится одноэтажный дом из кирпича ибо пеноблоков (без подвала), каркасное строение, бревенчатый сруб, дачный домик, баня, сарай или забор, то их основанием вполне может стать мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ). Конструктивно он похож на заглубленный аналог, но имеет также существенные отличия:
- средняя глубина закладки – 0,7 м;
- расположение над зоной промерзания;
- служит основанием для строений, возводимых в основном на пучинистых почвах.
Фундамент мелкого заложения способен нейтрализовать разрушительное влияние морозного пучения грунта. При этом здание или забор, жестко соединенные с МЗЛФ, «плавают» вместе с ним в вертикальном направлении во время сезонных подвижек глинистого или песчаного грунта. За счет того, что глубина заложения небольшая, смещение осуществляется равномерно, не сопровождаясь образованием трещин.
Глубина заложения мелкозаглубленной ленты должна быть на 20 % меньше уровня промерзания почвы. В основании фундамент укрепляют с помощью непучинистой подушки толщиной 0,2-0,8 м. Именно такой слой должен составлять один из следующих материалов: щебень, шлак, гравий, крупный песок, песчано-гравийная смесь (ПГС). Подушка нивелирует деформации, возникающие при расширении и сужении пучинистого грунта, и фактически заменяет его собой.
Ленточное мелкозаглубленное основание рассчитывают по стандартной методике. Если строительство выполняется своими силами, для определения основных параметров фундамента одноэтажного сооружения можно воспользоваться таблицей.
Выбор размеров ленточного фундамента (мелкое заложение) и типа армирования.
Технология строительства основания.
Заложение ленточного мелкозаглубленного фундамента под дом или забор выполняется в определенной последовательности.
1. Выравнивание грунта в пятне застройки, прокладка водоотводных каналов.
2. Разметка участка и земляные работы. Наносят линии контура стен и простенков здания и роют траншеи (глубина — 0,5-1,5 м). Если строится отапливаемый дом или баня, следует заложить фундамент под печью или камином.
3. Выстилание геотекстилем. С помощью него предотвращают заиливание подушки, если глубина поверхностных грунтовых вод выше, чем закладывается фундамент. Нетканый сверхплотный материал (например, дорнит) погружают на дно траншей и запускают на их боковые стенки, делая запас с каждой стороны, равный толщине подушки.
4. Подушка. Постепенно насыпают ПГС, после каждых 10-15 см тщательно уплотняют ее с помощью ручной трамбовки или вибратора, затем укрывают оставленными по бокам полотнищами дорнита.
5. Установка опалубки и армирование. Сетки, связанные из арматурных стержней и проволоки, размещают в нижней и верхней зонах. При этом глубина заложения в бетон составляет около 5 см. Нижний армопояс предотвращает прогиб ленты вниз, а верхний не дает ей выгнуться вверх.
6. Заливка бетона. Ленту заливают непрерывно, в один прием.
7. Демонтаж опалубки и вертикальная гидроизоляция. Ее производят, когда схватится бетонная смесь – летом этот момент наступает через 3-5 дней. Ленту по бокам обрабатывают битумно-каучуковой мастикой или проникающей гидроизоляцией (например, Пенетроном).
8. Обратная засыпка пазух. При снятии опалубки вокруг ленточного мелкозаглубленного фундамента образуются полости, заполняемые песком или глиной. В первом случае водопроницаемый материал уменьшает воздействие сил морозного пучения, но способствует накоплению влаги в засыпке и снижению ее несущей способности. Если выбрана глина, она создаст так называемый глиняный замок, предохраняющий от воды.
Определение глубины заложения фундамента.
В данной статье мы рассмотрим расчет глубины заложения фундамента для частного дома, согласно указаниям СП «Основания зданий и сооружений».
Глубина заложения фундаментов зависит от многих факторов, таких как рельеф поверхности, инженерно-геологические условия площадки под строительство, конструктивные особенности дома, глубина промерзания грунтов, глубина расположения подземных вод и другое.
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
Для отапливаемого здания без подвала с полами по утепленному перекрытию d=0,8м
Для отапливаемого дома с холодным подвалом d=1,1м
Теперь и вы знаете, как определить глубину заложения фундамента. Если будут вопросы, замечания и предложения, пишите в комментариях ниже.
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.
Расчет глубины заложения фундаментной основы.
Эта физическая величина, которую требуется рассчитать для фундаментного основания, зависит от множества параметров. На расчет показателя глубины заложения оказывают влияние особенности рельефной поверхности, место расположения стройплощадки, особенности устройства планируемого здания, глубина грунтов, которые поддаются промерзанию, уровень расположения на данном участке подземных вод и прочие.
Профессиональный расчет, конечно, очень важен, но многим строящим частный дом, рассчитать глубину фундамента под дом в строительной фирме не по карману.
Эта статья для таких людей, которые строят свой дом, в силу обстоятельств, не могут оплатить услуги профессионалов и желают сделать такой расчет сами.
Примерный расчет искомой глубины.
Допустим, надо рассчитать глубину заложения фундаментной основы в Москве.
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.
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.
Определяют глубину заложения фундамента,учитывая условия недопущения пучения по таблицам зависимости расположения подземных вод. Поскольку такой показатель трудно угадать, потому выбирается чаще всего наихудший вариант и принимается d = 1,25.
Для отапливаемого строения без подвала с утепленным перекрытием d = 0,8 м.
Для отапливаемого строения с холодным подвальным помещением d=1,1 м.
Как планировка дома оказывает влияние на глубину заложения фундамента.
Проект дома в пригороде.
На расчет глубины фундаментной основы оказывают влияние такие особенности планировки и внутреннего устройства, как:
- присутствие и расположение подвала;
- глубина заложения фундаментных оснований соседних строений. Если такие строения есть;
- подземные коммуникационные трассы и глубина их расположения.
Если в планах застройщика имеется подвал или приямок, то глубину фундамента нужно закладывать не менее 0,4 м. ниже уровня пола в них. Заложения участков планируемого фундамента рекомендуется выполнять на разных уровнях.
Если так расположить фундамент возможности нет, то переходы с уровня на уровень рекомендуют делать ступенями. Высота каждой ступеньки должна равняться фундаментному блоку.
Если строение планируется стена к стене к готовому зданию,уровень заложения фундамента должен совпадать с уровнем фундаментного основания соседнего здания. Если под возводимым строением проходят коммуникационные линии, подошву фундамента необходимо закладывать их ввода в здание.
Это сохранит трубы от давления на них фундаментного основания, а само основание не окажется на сыпучих грунтах, использовавшихся для подушки коммуникационных линий.
Как снизить влияние промерзаемых грунтов на фундамент.
Таблица глубины промерзания грунта.
Условие заложения фундамента на глубину грунта, подвергающегося промерзанию, позволит исключить давление мёрзлого грунта на основание. Но замерзший грунт будет отрицательно влиять на конструкцию фундамента. Это воздействие можно сделать минимальным. Для этого нужно выполнить такие действия:
- устроить дренаж по всей длине фундамента;
- сузить фундамент кверху, придав ему трапецевидную форму;
- заполнить пазухи фундамента незамерзающим грунтом;
- изготовить защитный слой на боковых сторонах фундамента.
Одной из главных ошибок при устройстве фундамента является пренебрежение остатками растительного слоя. Его необходимо в обязательном порядке убрать. Примерно 15 см убранного слоя вполне хватит. И такую работу тоже нужно брать в расчет.
Далее, недопустимо возведение здание на чернозёмном грунте. Такой грунт не подходит для устройства на нем фундаментной основы и вообще строительства здания. Мягкий слой грунта необходимо убрать.
Недопустимо возведение фундаментного основания без арматуры. Арматура позволит сохранить фундамент и само здание на достаточно большой срок. Выполняется армирование поближе к верхней и нижней частям фундамента.
Новички в строительном деле не всегда правильно и точно могут рассчитать правильно глубину расположения фундамента под свой дом. По этой причине в случае возникновения каких-либо сомнений лучше обратиться за консультацией к специалистам. Это позволит избежать проблем в дальнейшем.
Рекомендация: Хорошая обзорная статья, из нее узнаете о том как рассчитать глубину заложения фундамента для дома или коттеджа, информация подойдет так же и для дач, бань и других зданий и сооружений. Поэкспериментировать с расчетами конечно же можно, информации здесь предостаточно, можете сделать даже несколько расчетов, но все таки лучше и безопаснее будет обратиться к специалисту.
В данной статье мы рассмотрим расчет глубины заложения фундамента для частного дома, согласно указаниям СП “Основания зданий и сооружений”.
Глубина заложения фундаментов зависит от многих факторов, таких как рельеф поверхности, инженерно-геологические условия площадки под строительство, конструктивные особенности дома, глубина промерзания грунтов, глубина расположения подземных вод и другое.
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.
Итак, приступим.
Задача:
Определить глубину заложения фундамента в г.Москва. Рассмотрим несколько вариантов: неотапливаемый дом; отапливаемый дом без подвала с температурой в помещениях 20оС и отапливаемый дом с неотапливаемым подвалом.
Решение:
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”
Для Москвы:
Месяцы |
Год |
|||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
-7,8 |
-7,1 |
-1,3 |
6,4 |
13,0 |
16,9 |
18,7 |
16,8 |
11,1 |
5,2 |
-1,1 |
-5,6 |
5,4 |
Определяем Mt:
Mt=7,8+7,1+1,3+1,1+5,6=22,9
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 +5,4о. 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:
Особенности сооружения |
Коэффициент kh при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, оС |
||||
0 |
5 |
10 |
15 |
20 и более |
|
Без подвала, с полами устраиваемыми: |
|||||
по грунту |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
на лагах по грунту |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
по утепленному цокольному перекрытию |
1,0 |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
С подвалом или техническим подпольем |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
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 |
|
dw ≤ df+2 |
dw > df+2 |
|
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности |
не зависит от df |
не зависит от df |
Пески мелкие и пылеватые |
не менее df |
то же |
Супеси с показателем текучести IL<0 |
то же |
то же |
То же, IL>0 |
то же |
не менее df |
Суглинки, глины, а также крупнообломочные с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL≥0,25 |
то же |
не менее df |
То же, IL<0,25 |
то же |
не менее 0,5df |
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
Для отапливаемого здания без подвала с полами по утепленному перекрытию d=0,8м
Для отапливаемого дома с холодным подвалом d=1,1м
Теперь и вы знаете, как определить глубину заложения фундамента. Если будут вопросы, замечания и предложения, пишите в комментариях ниже.
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.
Статья была для Вас полезной?
Оставьте свой отзыв в комментарии
Уважаемые коллеги, продолжаем рассматривать пример расчета ленточного фундамента с помощью программы ФОК Комплекс, в этот раз мы рассмотрим расчет ленточного и столбчатого фундаментов.
Перед вводом данных в программу ФОК-Комплекс я стараюсь придерживать такого порядка действия:
1. Определяюсь с отметками, прорисовываю расположения фундаментов, ниже приведен пример:
2. Вычисляю расчетное сопротивление грунта (вручную или по программе), для того что бы проверить совпадает ли данное значение с результатом в программе ФОК Комплекс, ниже приведен пример:
СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*
Определение расчетного сопротивления грунта основания
5.6.7 При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле
(5.7)
где gс1и gс2– коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;
k – коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (jII и сII) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;
Mg, Мq, Mc– коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
k z – коэффициент, принимаемый равным единице при b<10 м; kz=z0/b + 0,2 при b³10 м (здесь z0 = 8 м);
b – ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной hnдопускается увеличивать bна 2hn);
gII – осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;
g’II – то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;
сII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;
d1 – глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8). При плитных фундаментах за d1принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;
db – глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);
d1 = hs + hcfgcf /g’II, (5.8)
здесь hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
hcf – толщина конструкции пола подвала, м;
gcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3.
При бетонной или щебеночной подготовке толщиной hn допускается увеличивать d1 на hn.
Примечания:
- Формулу (5.7) допускается применять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, значение bпринимают равным .
- Расчетные значения удельного веса грунтов и материала пола подвала, входящие в формулу (7) допускается принимать равными их нормативным значениям.
- Расчетное сопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием, например, фундаменты прерывистые, щелевые, с промежуточной подготовкой и др.
- Для фундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать, применяя коэффициент kd по таблице 5.6.
- Если d1>d (d– глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают d1 = dи db = 0.
- Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1) и (В.2) с учетом значений R0 таблиц B.1-В.10 приложения В, допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.
Исходные данные
Основание фундаментом являются – Супесь лессовидная просадочная низкопористая твердая (ИГЭ 2)
gс1= 1,25; gс2= 1,00; k= 1,00; kz= 1,00; b = 3,00 м; gII = 1,800 т/м3; g’II = 1,653 т/м3;
сII= 0,6 т/м2; d1 = 2,30 м + 0,10 м * 2,00 т/м3 / 1,653 т/м3 = 2,30 м + 0,121 м = 2,421 м;
db = 1,05 м; Mg = 0,78; Мq= 4,11; Mc= 6,67;
R = (1,25 х 1,00) / 1,00 * [0,78 * 1,00 * 3,00 м * 1,800 т/м3 + 4,11 * 2,421 м * 1,653 т/м3 +
+ (4,11 – 1,00) * 1,05 м * 1,653 т/м3 + 6,67 * 0,6 т/м2] = 1,25 * (4,212 т/м2 + 16,44786243 т/м2 +
+ 5,3978715 т/м2 + 4,002 т/м2) =37,5746674125 т/м2.
Расчетное сопротивление грунта определяется согласно СНиП 2.02.01-83
‘Основания зданий и сооружений’ по формуле 7:
R= (Yc1*Yc2/k)*(My*kz*b*y2+Mq*d1*y21+(Mq-1)*db*y21+Mc*C).
———————————————————————————————-
ВВЕДЕННЫЕ ДАННЫЕ:
Ширина подошвы фундамента b= 3 м
Глубина заложения фундамента d= 3.35 м
Гибкая конструктивная схема здания
Длина здания L= 0 м
Высота здания H= 0 м
Здание с подвалом – фундамент под наружную стену (колонну)
Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала hs= 2.3 м
Толщина конструкции пола подвала hcf= 0.15 м
Удельный вес материала пола подвала ycf= 2.2 тс/м3
Тип грунта: пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с
показателем текучести грунта или заполнителя IL<=0.25
Угол внутреннего трения Fi= 25 град.
Удельное сцепление С= 0.6 тс/м2
Fi и С определены непосредственными испытаниями
Осредненный удельный вес грунтов, залегающих
выше подошвы фундамента y21= 1.653 тс/м3
ниже подошвы фундамента y2= 1.8 тс/м3
———————————————————————————————-
ВЫЧИСЛЕННЫЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ДАННЫЕ:
Отношение длины к высоте здания L/H= 0.00
Коэффициент условий работы Yc1= 1.25
Коэффициент условий работы Yc2= 1
Коэффициент k= 1
Коэффициент kz= 1.00
Коэффициент My= 0.78
Коэффициент Mq= 4.11
Коэффициент Mc= 6.67
Глубина заложения фундамента, или приведенная глубина для зданий с подвалом d1= 2.50 м
Глубина подвала db= 0.90 м
———————————————————————————————-
R= (Yc1 * Yc2 / k) * (My * kz * b * y2 + Mq * d1 * y21 + (Mq – 1) * db * y21 + Mc * C) =
= ( 1.25 *1.00/ 1 )*( 0.78 *1.00* 3 *1.80+ 4.11 *2.50*1.65+( 4.11 -1)*0.90*1.65+ 6.67 *0.60)= 37.28 тс/м2
———————————————————————————————-
РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТА R= 37.28 тс/м2
———————————————————————————————-
Данные предварительные вычисления позволяют по результатам программы ФОК Комплекс проверить правильно ли были введены исходные данные, проверяя совпадает ли осадка, расчетное сопротивление грунта (разброс до 15% вполне допустимо). Теперь рассмотрим небольшой многоэтажный медицинский центр, в котором необходимо сделать расчет ленточного и столбчатого фундаментов.
Исходные данные примера расчета ленточного фундамента
Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:
- вес снегового покрова (расчетное значение) – 240 кг/м2;
- давление ветра — 38 кг/м2;
основанием является грунт II категории по сейсмическим свойствам.
площадка строительства — 7 баллов.
Значение характеристик грунтов засыпки, уплотненных согласно нормативным документам с коэффициентом уплотнения не менее 0,95 от их плотности в природном сложении, допускается устанавливать по характеристикам тех же грунтов в природном залегании.
Нагрузки на столбчатые и ленточные фундаменты получены из программы ПК ЛИРА 10.4.
Ниже выдержки из некоторых таблиц исходных данных.
Производим расчет, по результатам расчета начальное просадочное давление во всех слоях просадочного грунта не превышает давления на основание, вводим характеристики грунта при полном водонасыщении в таб.2.1 и 2.3, кроме того под фундаментами выполняем песчаную подушку из песка средней крупности.
Выводы
По результатам расчета ленточного и столбчатого фундаментов, расчетное сопротивление грунта R = 18,56 т/м2.
Среднее давление под подошвой фундаментов не превышает 14,79т/м2, что меньше расчетного сопротивления грунта R = 18,59т/м2.
Начальное просадочное давление во всех слоях просадочного грунта не превышает давления на основание, в расчете приняты характеристики грунтов при полном водонасыщении.
Максимальные деформации фундаментов составляют S = 0,065м, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] Su = 0,08м.
Относительные деформации фундаментов составляют Sdel =0,0007, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] Sudel = 0,002.
Ленточное основание или плита?
Зданию с подвалом или погребом нужно заглублённое основание
При определении необходимой глубины важно учитывать не только особенности дома, но и такие факторы, как уровень подземных вод и характеристики почвы. Подобные расчёты, как правило, проводятся профессиональными строителями
Когда все подсчёты будут произведены, делается выбор в пользу того или иного варианта фундамента.
Наибольшей популярностью для домов с подвалом пользуются следующие варианты:
- Ленточный фундамент. Он удобен тем, что его можно возвести из различных стройматериалов, сборных конструкций или монолита. Для выбора определённых материалов проводится точный расчёт фундамента с учётом такого параметра, как нагрузка от дома.
- Армированное плитное основание. Ленточный фундамент имеет серьёзный минус – он неспособен правильно распределить нагрузку, поступающую от несущих стен, на некоторых видах грунта. Если вы строите дом на проблемном грунте, стоит отдать предпочтение плитному основанию. Его можно залить целиком на выбранном участке или оборудовать из отдельных плит.
Ленточный и плитный фундамент различается не только используемыми материалами, но и ценой. Последний имеет более высокую стоимость, которая полностью оправдана при строительстве дома с подвалом на сложном грунте. Проблемными считаются торфяники, глина и пучинистые грунты. Они отличаются неустойчивостью и повышенным содержанием грунтовых вод. Из-за этого они подвержены естественной усадке и периодическому движению. Обычный фундамент не сможет обеспечить дому необходимую защиту, в то время как плитное основание имеет большую площадь для распределения нагрузки и гарантирует устойчивость постройки
Это особенно важно для дома с подвалом
Будущее подвальное помещение.
Как построить фундамент с подвалом своими руками?
Поэтапный план строительства основания с жилым цоколем состоит из следующих пунктов:
- Зачистки и разметки строительной площадки.
- Обустройства котлована и траншей под инженерные коммуникации.
- Обустройства дренажной подсыпки под подошву будущего фундамента.
- Обустройства гидроизоляции подошвы фундамента.
- Строительства подошвы основания.
- Строительства стен основания.
- Гидроизоляции и теплоизоляция стен основания.
- Обратной подсыпки грунта с обязательным обустройством дренажной прослойки под стеной основания.
- Обустройства отмостки и лицевой отделки цокольной части строения.
Первые четыре этапа выполняются по общепринятым технологиям, практикуемым при строительстве обычного ленточного или плитного фундамента. То есть, перед тем, как сделать фундамент под дом с подвалом, участок очищают от плодородной почвы (она пригодится на клумбах), размечают верхнюю границу котлована и приступают к земляным работам.
Рытье котлована осуществляется поэтапно, путем отбора 50-сантиметровых слоев грунта. В итоге, стенки котлована имеют ступенчатую структуру, а с габаритами будущего фундамента совпадает только дно выемки.
Подсыпку дренирующего слоя обустраивают, размещая на дне котлована 15 или 20-сантиметровый слой песка и мелкого гравия. Поверх этого сэндвича настилают рулонную гидроизоляцию (мембранная пленка или рубероид).
А вот работы по строительству подошвы и стен основания выполняются по индивидуальной технологии, характерной лишь для строительства монолитных фундаментов с подвалом. Поэтому строительство подошвы и стен мы рассмотрим особо.
Заливаем подошву основания
Строительство подошвы основания предполагает заливку классической фундаментной плиты, по периметру которой оставляют арматурные выпуски. То есть, по периметру последней ступени котлована укладывают съемную опалубку, внутри которой обустраивают арматурный каркас с вертикальными стойками, возвышающимися над краем палубы.
Впрочем, при самостоятельно обустройстве глубокого цоколя трудоемкую сплошную подошву фундамента не строят. Вместо монолитной плиты можно обойтись широкой лентой, габариты которой превышают толщину стен фундамента на 40-50 сантиметров (по 20-25 сантиметров с каждого края). Такая подошва сработает не хуже монолита, увеличивая несущую способность грунта.
Ну а пол будущего подвала можно залить поверх подсыпки из щебня, уложенной прямо на слой гидроизоляции.
В итоге, наименее трудоемкий процесс заливки подошвы выглядит следующим образом:
- По контуру стен строят классическую, двустенную опалубку, обустраиваемую с напуском по 20-25 сантиметров с каждой стороны стены.
- Палубы укрепляют поперечными распорками и боковыми лесами.
- Во внутреннюю часть опалубки укладывают сетки из 12-милиметровой арматуры, которые соединяют с вертикальными, выносными штырями.
- Тело опалубки заполняют бетоном марки М300 или М400.
После застывания бетона опалубку демонтируют, а боковые грани подошвы промазывают влагоотталкивающей мастикой.
Как залить фундамент с подвалом — этапы работ
Завершив строительство подошвы основания можно приступать к сооружению стен фундамента. Причем самым быстрым и надежным способом строительства таких стен является заливка в несъемную опалубку из пенопласта или пустотелых опалубочных блоков.
Используя опалубочные блоки можно сэкономить время на строительстве трудоемкой щитовой опалубки, высота палубы которой будет равняться 2-2,5 метрам. Однако щитовая опалубка обходится дешевле блочного варианта.
Строительство блочной опалубки напоминает сборку стены из кубиков детского конструктора.
На практике этот процесс выглядит следующим образом:
- Блоки укладываются в специальные пазы, что исключает возможность перекоса стены будущего основания. Кроме того, блочная опалубка не нуждается в поддерживающих лесах.
- Армирующий каркас укладывается между блоками, на поперечные стяжки, проложенные внутри опалубки.
- Вертикальные штыри арматуры стыкуются с выпусками подошвы и располагаются во внутренних полостях блоков.
Заливку бетона осуществляют по слоям, глубина которых не должна превышать 30 сантиметров. Ростверком фундамента является верхняя грань монолитной заливки.
Строительство щитовой опалубки предполагает сборку двустенной конструкции из металлических или деревянных палуб, высота которых равняется высоте стены фундамента. Такая конструкция нуждается в сложных поддерживающих лесах, фиксирующих палубы при заливке стены фундамента. Заливка выполняется по тому же послойному принципу.
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.
Расчет заглубления ленты
На следующем этапе нужно разобраться, как все вышеприведенные факторы влияют на выбор типа фундамента. Их, как вы помните, всего три.
Ленточный фундамент. Виды по глубине заложения.
Этот тип фундаментной ленты не способен выдерживать большие весовые нагрузки и поэтому применяется очень редко. Он полностью находится на поверхности грунта, а заглублена только песчано-гравийная подушка. Поэтому понятие глубины заложения к этому типу фундаментов можно применять только условно. Главное достоинство такой конструкции заключается в том, что на боковые бетонные стенки не действует сила пучения.
Незаглубленное фундаментное основание может монтироваться только на плотных устойчивых грунтах. Для его устройства снимается верхний слой грунта на глубину 30-40 см. После этого в траншею насыпается смесь песка с гравием и хорошо утрамбовывается с проливанием водой. Устанавливается опалубка, собирается арматурный каркас и заливается бетонная смесь. Высота фундамента, а точнее цоколя – 50-60 см, ширина 30-40 см. Следовательно, ширина подушки должна быть 40-50 см.
Фундамент мелкого заложения воспринимает нагрузки от пучения и при этом не так надежен, как заглубленный. Он делается выше точки промерзания грунта. Поэтому величина его заглубления зависит от таких факторов как тип грунта, глубина промерзания и уровень грунтовых вод. Где взять эти данные, было указано выше. Таблицы зависимостей глубины заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента приведены в СНИП 2.02.01-83 и выше по тексту статьи.
Если уровень грунтовых вод ниже ГП, от процесса пучения обычно не бывает. Исключением является наличие слоя глины, которая может задерживать и накапливать дождевые и талые воды. В любом случае, даже для одноэтажного дома здесь действует правило – глубина заложения ленты должна быть не менее половины положения точки промерзания. И если в вашем населенном пункте ГП находится на отметке 1,8 м, то фундамент следует заглубить на 0,9 м.
Можно ли уменьшить глубину заложения
Часто бывает так, что выполненные расчеты показывают необходимость больших размеров и расходы на возведение ленты становятся слишком значительными. Особенно, если рассчитывается глубина ленточного фундамента для двухэтажного дома. Тогда сразу возникает вопрос, как уменьшить габаритные размеры фундаментной конструкции.
Существует три варианта:
- уменьшить ГП;
- понижение УГВ;
- устройство буферной подушки.
Изменить климат невозможно, но, используя утеплитель, можно уменьшить глубину промерзания грунта. Для этого внешняя стена ленты покрывается пенополистирольными плитами. Также утеплитель нужно уложить под отмостку на всю ее ширину. В результате ГП уменьшится и фундамент можно сделать мельче.
Отвод грунтовых вод ниже ГП осуществляется путем укладки эффективной дренажной системы. Она должна быть смонтирована ниже глубины промерзания грунта. Это большие объемы земляных работ, много материалов и устройство колодцев, но эффект будет отличным.
При большом слое пучинистых или заболоченных грунтов, фундамент придется закладывать глубоко. Чтобы избежать этого, неустойчивый грунт нужно просто заменить насыпными материалами. Для этого с наружной стороны ленты выкапывают траншею шириной около метра и засыпают ее песком с гравием. Подушка под фундаментом так же остается обязательной.
Подушка под ленточный фундамент.
Расчет и конструирование фундаментов
Расчет фундамента под наружную стену по осям 1, 10 с подвалом
Нагрузка на 1 м длины фундамента Fv — 6,625 кН. Отметка планировки — 1,05 м. Глубина заложения фундамента d — 2,22 м. Пол в подвале бетонный по грунту толщиной 0,1 м. Удельный вес материала пола = 18кН/м3. По таблице 1 приложения 1 [] — расчетное сопротивление грунта основания Ro = 200кПа. Площадь подошвы внецентренно — нагруженного фундамента.
А = Fv х 1,1 / (Ro — Vср х d) = 6,625 х 1,1 / (200 — 22,5 х 2,22) = 0,05 м.
Требуемая ширина фундамента в = А / 1 = 0,05 м.
Так как фундамент проектируется под наружную стену здания с подвалом
d1 = 0,17 + 0,1 х 18 / 18,2 = 0,87 м.
dв = 2,5 — 1,05 = 1,45 м.
Рассчитываются значения:
V2 = (18,2 х (11,7 — 2,25) + 3,5 Х 20,5 + 4 х 20,7) / (11,7 — 2,25 + 3,5 + 4,0) = 19,26 кН/м3;
V2? = 18,2 кН/м3.
По таблице 4 и 5 приложения 1 определяются значения коэффициентов:
Vc1 = 1.3; Vс2 = 1; Мо = 1,55; Мq = 7,71; Мс = 9,58; R = 1; R2 = 0,7.
определяется расчетное сопротивление грунта в основании фундамента шириной в — 0,05 м;
R = 1,3 х 1 (1,55 х 0,7 х 0,05 х 19,29 + 7,71 х 0,87 х 18,2 + 6,71 х 1,45 х 18,2 + 9,58 х 2) / 1 = 319,4 кПа.
Поскольку расхождение между значениями R и Rо:
100 (319,4 — 200) / 319,4 = 37% превышает 10%, ширина фундамента пересчитывается.
А = 6,625 х 1,1 / (319,4 — 22,5 х 2,22) = 0,03 м2, в = 0,03 м.
Расчетное сопровождение грунта в основании фундамента шириной в = 0,03 м.
R? = 1,3 (1,55 х 0,7 х 0,03 х 19,26 + 7,71 х 0,87 х 18,2 + 6,71 х 1,45 х 18,2 + 9,58 х 2) = 414,5 кПа.
Расхождение между R и R?:
100 (414,5 — 319,4) / 414,5 = 23% > 10% — расчет повторяется.
А = 6,625 х 1,1 / (414,5 — 22,5 х 2,22) = 0,02 м2, в = 0,02 м.
Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента шириной в = 0,02 м.
R? = 1,3 (1,55 х 0,7 х 0,02 х 19,26 + 7,71 х 0,87 х 18,2 + 6,71 х 1,45 х 18,2 + 9,58 х 2) = 414,3 кПа.
Расхождение между R? R?:
100 (414,5 — 414,3) / 414,5 = 3% не превышает 10%, расчет методом последовательного приближения заканчивается.
По таблицам приложения 3 [] принимаются типовые фундаментные конструкции: плита марки ФЛ — 6,24 (L = 2,38 м, в = 0,6 м, К — 0,3 м, вес — 10,4 кН); фундаментные блоки марки ФБС 24.6.6 (L — 2,38 м, в = 0,6 м, К = 0,6 м, вес = 19,6кН).
Конструируется фундамент. Вес фундамента длиной в 1 м.:
Gф = 10,4 / 2,38 + 2х 19,6 / 2,38 = 20,84 кН.
Вес грунта на обрезах фундамента Gгр = 0.
Нагрузка на уровне подошвы фундамента
N = Fq + Gф + Gгр = 20,84 + 6,625 = 27,47 кН.
Gа1 = q + tq2 (45 — 2 /2) = 10 х tq2 (45о — 35о/2) = 2,7кПа
где q — нагрузка от отмостки, принимаемая q — 10 кПа.
Величина активного давления грунта в уровне подошвы фундамента
Gа2 = V2? х Н х tq2 (45o — 2 / 2) = 18,2 х 2,77 х tq2 (45о — 35о / 2) = 13,66 кПа,
где Н = d + q (2? = 2,22 + 10 / 18,2 = 2,77 м.
Активная сила бокового давления на 1 м фундамента.
Еа = (Ga1 + Ga2) / 3 (Ga1 + Ga2) = 2,22 (13,66 + 2 х 2,7) / 3 (2,7 + 13,66) = 0,74 м
Плечо силы Еа относительно центра подошвы фундамента:
Lа = d (Ga2 + 2Ga1) / 3 (Ga1 + Ga2) = 2,22 (13,06 + 2 х 2,7) / 3 (2,7 + 13,66) = 0,74 м.
Момент активной силы бокового давления
Ме = Еа х Lа = 18,16 х 0,74 = 13,44 кН м.
Суммарный момент М = Ме = 13,44 кН м.
Краевые давления под подошвой фундамента
где W = Lв2/6 = 1 х 0,62 /6 = 0,06 м3
Pmax = 27,47 / 0,6 х 1 + 13,44 / 0,06 = 269,78 кПа
Pmin = 27,47 / 0,6 х 1 — 13,44 / 0,06 = 178,22 кПа.
Среднее давление под подошвой фундамента
P = (Pmax + Pmin) /2 = (269.78 + 178.22) / 2 = 224 кПа.
Проверятся условие
Pmax ? 1.2 R 269,78
Pmin ? 0 178,22 кПа > 0;
P ? R 224
Условия выполняются. Сечение запроектировано с нагрузкой
100 (414,3 — 224) / 414,3 = 46% — неэкономично, целесообразным решением является использование прерывистых фундаментов.
Интервал между плитами
Сmax = (Вт/в — 1) Lт
где Lт — длина плиты фундамента, Lт = 2,38 м;
Вт — принятая стандартная ширина подушки Вт = 0,6 м;
в — требуемая по расчету ширина подушки, в = 0,02 м.
Cmax = (0,6 / 0,02 — 1) х 2,38 = 69,02 м, но
С
Определяется количество плит в прерывистом фундаменте
n = (L + C) / (L + C) = (30,62 + 1,15) / (2,38 + 1,15) = 8,98.
Принято n = 9 штук
Уточняется величина С.
С = (L — n x L) / (n — 1) = (30,62 — 9 х 2,38) / (9 — 1) = 1,15 м.
Среднее давление под подошвой плит
Р = N x L / L x n = 27,47 х 30,62 / 2,38 х 9 = 263,27 кПа.
Условие Р ? R:
257,1
Недогрузка по сечению при использовании прерывистого фундамента снижается до
100 (414,3 — 257,1) / 414,3 = 36%
Фундамент с подвалом
Теперь необходимо разобраться в вопросе определения глубины заложения фундамента с подвалом.
Фундамент с подвалом
Грунт считается основанием для оборудования любого фундамента и должен иметь достаточный показатель прочности. Как бы там ни было, необходимыми качественными характеристиками обладают далеко не все виды грунта.
В зимний период климатические условия определяют глубину промерзания породы. Пучинистые грунты после промерзания могут оседать неравномерно, нередко этот процесс становится причиной образования трещин на фундаменте. Чтобы ничего подобного не происходило, фундамент нужно углубить до такой степени, чтобы грунт промерзал выше бетонной конструкции.
В большей части регионов нашей страны глубина промерзания почвы находится на уровне 1,2 м, поэтому фундамент 1,5 м можно оборудовать без особых опасений. Основанием для фундамента всегда должен быть только материковый грунт, который за многие годы успел слежаться.
Определение величины заглубления фундамента
Выбор глубины для закладки фундамента начинается с расчета глубины промерзания земли на участке при учете режима отопления. Вычисления проводят с использованием формулы:
Df = k × Dfn, тут:
- Dfn – нормативный показатель глубины промерзания
- Df – расчетный показатель глубины промерзания
- Kn – коэффициент, соотносящийся с режимом отопления строения (по СНиПу 2.02.01-83)
Потом определяют свойства почвы непосредственно на месте закладки основания. Достаточно выкопать шурф и взять образцы грунта.
Грунт можно выбрать даже после самостоятельного (но тщательного) изучения в поле. Достаточно взять землю в ладони, размять, скатать шнуром, попробовать сделать из него кольцо и посмотреть на результат: целое кольцо говорит о глинистой почве, распадающееся – о суглинке, рассыпающееся в процессе сворачивания – почва, скорее всего, из супеси. Но самый оптимальный метод – обратиться к специалистам.
Потом определяют, на какой глубине проходят грунтовые воды – для этого бурят отверстие глубиной до 3 метров, опускают в него трубу из металла или пластика, измеряют уровень воды в разную пору года – тут важно понять, способна ли вода подняться выше 2 метров до уровня промерзания земли.
Полученные данные позволяют определить, какой глубины делать ленточный фундамент. Обычно для вычислений используют таблицу 2 СНиП 2.02.01-83. При условии, что уровень грунтовых вод расположен на 2 (и более) метра ниже границы промерзания земли, фундамент закладывают на определенную глубину в соответствии с типом грунта.
Оптимальная глубина фундамента:
- Гравелистые, средние/крупные пески – 50 сантиметров
- Мелкие пески, супеси – минимум 50 сантиметров
- Суглинки, глины, грунты крупнообломочные – минимум 0.5 Df
В случае, когда грунтовые воды расположены ближе 2 метров к границе промерзания Df, основание проектируют на глубине минимум величины Df.
Стены подвала из блоков
Независимо от того, что подвал под домом можно строить из монолитного бетона или кирпича, самым распространенным является применение подвальных бетонных блоков – ГОСТ.
Стены подвала из блоков
Монтаж подвала из блоков отличается своей быстротой. Основным документом, который определяет строительство подвалов, является ГОСТ 13579 – 78. Цифра 78 обозначает год ввода ГОСТ в действие.
Фундаментные блоки
Для монтажа подвалов применяются сплошные блоки ГОСТ:
- фундаментный блок сплошной (ФБС);
- фундаментный блок с вырезом (ФБВ);
- фундаментный блок пустотный (ФБП).
ФБС является самым распространенным и применяется во всех видах строительства. Эти блоки могут быть нескольких размеров. Наиболее применяемый имеет габариты длины, ширины и высоты 2380х300х580 мм соответственно. Шириной он бывает 400, 500 или 600 мм при указанной длине и высоте. ГОСТ ФБС имеет доборный блок таких же габаритов, но с высотой 280 мм. Длиной он может быть 1180 или 880 мм.
Укладка блоков ФБС
ФБВ отличается от ФБС вырезом, который проходит по всей длине. Это позволяет во время монтажа укладывать на стены дверные перекрытия и коммуникационные линии. ФБВ имеет длину 880 мм и такие же габариты ширины и высоты, как ФБС.
Монтаж блоков
ФБП имеет пустоты, открытые в верхней и нижней части. Благодаря таким пустотам, уменьшается количество бетона на их производство и вес блоков значительно ниже. Этот тип блоков имеет длину и высоту 2380 и 580 мм соответственно и может быть шириной 400, 500 или 600 мм. Доборных блоков ФБП не выпускается.
Ленточный фундамент из блоков
ГОСТ 13579 – 78 определяет буквенно-цифровое обозначение фундаментных блоков, в котором указываются марка блока, округленные его габариты в дециметрах, вид бетона. Например, ГОСТ 13579 – 78 определяет марку блока “ФБП 24.4.6 – С”. Это означает, что перед нами фундаментный блок пустотный, габаритами 2380х400х580 мм, выполненный из силикатного бетона. Может применяться маркировка Т или Л, что означает тяжелый или легкий бетон. ГОСТ 78 определяет класс прочности бетона для фундаментных блоков. Блоки, выполненные из легкого или тяжелого бетона, имею класс прочности В 3,5, а их силикатного бетона В 12,5.
Блоки типа ФБС
ФБС изготавливаются без внутреннего наполнения арматурой. ГОСТ определяет в таких блоках наличие монтажной петли специальной формы из металла класса 8АІ и выше. Петли могут устанавливаться на поверхности блока или находиться в технологический выемке на расстоянии 25-30 см от краев блока. Если блок имеет минимальную длину в 880 мм, то ГОСТ разрешает изготовление таких изделий без петель.
Фундаментные блоки ФБС
Монтаж стены подвала из блоков
ФБС применяют при строительстве домов с ленточными фундаментами. Они монтируются после укладки подушки фундамента и горизонтальной гидроизоляции.
Монтаж стен подвала из блоков
Процесс монтажа фундаментной стены под домом имеет свою технологию:
- Между нижним рядом блоков и поверхностью бетона укладывают рубероид при помощи битумно-полимерной мастики. В зависимости от плотности грунта, укладывают раствор цемента, толщиной 25-30 см, что будет для блоков выравнивающим основанием.
- Для соединения блоков и стыков между ними применяется цементный раствор с водонепроницаемыми и морозостойкими добавками.
- Монтаж блоков необходимо проводить при помощи специального геодезического оборудования по осевой разбивке здания.
- В первую очередь устанавливаются блоки-маяки. Они монтируются по углам и в местах соединения наружных стенок с внутренними. Если в доме большая длина, то установка блоков-маяков проводится через каждые 20-25 метров. Когда блоки-маяки установлены, между ними натягивается монтажная нить для установки других блоков.
- Для монтажа блоков необходима специальная техника, так как один блок ФБС 2380х300х580 весит 980 кг.
- 6. Перед монтажом очередного ряда, верхняя часть предыдущего ряда блоков обрабатывается водой, после чего на нее укладывается и выравнивается цементная смесь.
- Следующий ряд блоков монтируется с перемещением вертикального шва в пределах 30 см. Для этого на нижнем ряду блоков проводится разметка.
- Правильность монтажа проверяется по блокам-маякам и монтажной нити.
- Незначительные смещения устраняют на месте. Плиту необходимо приподнять, убрать лишнюю цементную смесь или добавить необходимое количество.
- Когда плита принял необходимое положение, ее освобождают от монтажных строп. Лишний раствор, выступивший наружу, снимают и укладывают в вертикальный шов. Этот же шов потом полностью заполняют раствором, чтобы избежать пустот и не допустить проникновения воды внутрь подвала.
Как построить фундамент из ФБС блоков
Правда и мифы о глубине заложения основания
Если дом строится своими руками, то правильный расчет глубины заложения основания один из самых сложных моментов
Если дом строится своими руками, то правильный расчет глубины заложения основания один из самых сложных моментов. Но прежде всего, необходимо определиться с материалом и конструкцией основания, поскольку и от этого тоже зависит глубина заложения фундамента.
Чаще всего своими руками строят одноэтажный дом, поэтому мы и рассмотрим типы оснований, подходящие для этой постройки:
- Если стеновые конструкции будущего дома планируется делать из кирпича, природного камня или железобетона, то единственный вариант подходящего основания – это заглублённый монолитный ленточный фундамент или основание из фундаментных блоков (ФБС). Иногда используются комбинированные конструкции, когда в качестве подошвы делается монолитный ленточный пояс, а остальная часть фундамента выполняется из ФБС.
- Под дома из лёгких стеновых блоков, например, газобетона, брёвен, бруса и других лёгких материалов можно делать фундаменты мелкого заложения. Также такие основания можно делать под каркасные и каркасно-щитовые дома. При этом вы можете использовать следующие виды фундаментов мелкого заложения:
- мелкозаглублённый столбчатый фундамент из труб, бетонных блоков, брёвен, кирпича или бетона глубиной 0,7-0,8 м;
- ленточные конструкции мелкого заложения из ФБС и железобетона глубиной 0,6-0,7 м;
- плитный фундамент глубиной 0,5-0,6 м.
Незаглублённый фундамент можно применять под дома из газобетона, брёвен, бруса, лёгких стеновых блоков из других материалов, а также под каркасные строения, возводимые на прочном скалистом грунте. Незаглублённый фундамент также может быть ленточный, плитный и столбчатый
Делая расчет таких оснований, очень важно предусмотреть дополнительную фиксацию строения.
Согласно СП чаще всего под капитальную постройку делается фундамент глубокого заложения (не менее 1,2 м), поскольку на подземные конструкции воздействуют несколько сил:
- тяжесть от постройки (она будет не такой большой у строений из газобетона, бруса, брёвен и других лёгких стеновых блоков);
- горизонтальные подвижки грунта;
- силы пучения, возникающие в зимний период в глинистых и суглинистых почвах, насыщенных влагой;
- подземные и поверхностные воды.
Некоторые строители и проектировщики считают, что чем больше глубина заложения фундамента, тем лучше. На самом деле это не так, ведь слишком большая глубина основания может привести к неоправданно большим расходам на возведении этой части конструкции:
- увеличиваются объёмы земляных работ;
- повышается расход материала;
- становятся больше трудозатраты;
- время возведения основания увеличивается.