Отметка подошвы фундамента это

Обновлено: 16.05.2024

ФУНДАМЕНТЫ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Грунты –любые горные породы, которые в инженерно-строительной деятельности человека используются в качестве оснований сооружений, среды, в которой сооружения возводятся, или материала для сооружений.

Прочность грунта – способность сопротивляться воздействию внешних нагрузок не разрушаясь.

Фундамент – подземная часть здания, которая предназначена для передачи нагрузки от здания на залегающие грунты основания.

Осадка– вертикальные перемещения подошвы фундамента. Основной вид деформации.

Обрез- верхняя плоскость фундамента, на которую опираются надземные конструкции.

Глубина заложения – расстояние от поверхности планировки до подошвы.

Высота фундамента – определяется расстоянием от подошвы фундамента до его обреза.

Центрально-нагруженный фундамент – фундамент, у которого центр тяжести подошвы и внешней нагрузки находится на одной вертикали.

Внецентрально-нагруженный фундамент – фундамент, у которого внешняя нагрузка приложена с эксцентриситетом относительно центра тяжести подошвы фундамента.

… Победить природу

можно только подчиняясь ей.

Философ Л.Сенека.

Определение глубины заложения подошвы фундамента

Глубина заложения фундамента определяется из условия промерзания.

Нормативная глубина промерзания определяется по формуле

где M_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур воздуха в данном районе; СНиП II-I-82.Строительная климатология и геофизика. Нормы проектирования. М.:Стройиздат,1983.

d₀ – величина, принимаемая равной:

0,23 - для суглинков, глин;

0,28 - для супесей, песков мелких и пылеватых;

0,30 - для песков гравелистых, крупных и средней крупности;

0,34 - для крупнообломочных грунтов.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется :

где - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для фундаментов неотапливаемых сооружений =1,1 , а для отапливаемых по таблице СНиП 2.02.01-83(табл.9).

Нормы рекомендуют расчетную глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн принимать по табл.8 в зависимости от положения уровня подземных вод и показателя текучести пылевато-глинистых грунтов, которые должны сохраняться в течение всего периода эксплуатации зданий.

Глубина заложения подошвы фундаментов d
в зависимости от расчетной глубины промерзания

Наименование грунта под подошвой фундамента	Глубина заложения фундаментов от уровня планировки в зависимости от глубины расположения подземных вод,м
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности	при	при
Не зависит от	Не зависит от
Пески мелкие и пылеватые	Не менее	То же
Супеси с показателем текучести: при I_L<0 I_L0	То же “	“ Не менее
Суглинки, глины, а также крупнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя: при I_L0,25 I_L<0,25	“ “	То же Не менее

Коэффициент влияния теплового режима сооружения

на промерзание грунтов около фундаментов наружных стен

Особенности сооружения	Коэффициент при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам наружных стен,
20 и более
Без подвала, с полами, устраиваемыми: на грунте на лагах по грунту по утепленному цокольному перекрытию С подвалом или техническим подпольем	0,9 1,0 1,0 0,8	0,8 0,9 1,0 0,7	0,7 0,8 0,9 0,6	0,6 0,7 0,8 0,5	0,5 0,6 0,7 0,4

Примечание. При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент принимается с округлением до ближайшего меньшего значения.

Если подошва фундамента попадает на слабый слой (R₀ - не нормируется), необходимо изменить глубину заложения и выбрать несущий слой путем анализа инженерно – геологических условий.

Определение размеров подошвы фундаментов

Расчет по несущей способности производят исходя из теории линейной деформируемой среды, где среднее давление под подошвой фундамента ограничивается развитием зон пластических деформаций под краями фундамента на глубину d, не превышающую 0,25 ширины подошвы фундамента. Такое давление называется расчетным сопротивлением грунта основания R.

В Нормах (СНиП 2.02.01-83) при проектировании фундаментов в открытых котлованах требуется обеспечить условие:

где p_II – среднее давление по подошве фундамента, кПа;

R- расчетное сопротивление основания, кПа.

Для внецентренно-нагруженных фундаментов проверяются условия:

где Р_max_,Р_min_, – краевые давления подошвы внецентренно нагруженного фундамента.

Условие (10) обеспечивает исключение отрыва подошвы фундамента от грунта.

Применительно к прямоугольной площади подошвы фундамента краевые давления можно определить по формулам:

Эксцентриситеты и . (8)

В случае, когда момент действует только относительно одной главной оси инерции, что бывает достаточно часто, формулы (11) примут вид:

где – эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести площади подошвы фундамента, м.

Исходя из условия равновесия площадь подошвы центрально-нагруженного фундамента:

где – расчетная нагрузка по второй группе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента (в уровне планировочной отметки), кН;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунта и материала фундамента.

Принимается =17 кН/м 3 для подвальных зданий,

=20 кН/м 3 для бесподвальных зданий;

d – глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки или пола здания по грунту, м;

R₀- условное расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

После нахождения площади подошвы устанавливаются размеры фундамента:

1) , м – в случае квадратной подошвы; (11)

2) в случае прямоугольной подошвы:

где - коэффициент отношения размеров большей стороны к меньшей (ширине) b.

Для ленточного (непрерывного) фундамента м, т.е. ширина численно равна площади подошвы, так как используемая расчетная нагрузка обычно приходится на м длины фундамента.

Найденные размеры подошвы фундамента округляются с учетом принятой модульности и унификации элементов конструкций (табл.10, 11, 12), конструируют и рассчитывают фундамент на прочность.

По принятым размерам фундамента определяют его объем и вес

где - удельный вес материала, кН/м 3 , из которого будет изготовлен фундамент:

– особо тяжелый бетон, применяемый для специальных защитных конструкций, изготавливается на особо тяжелых заполнителях (барит, магнетит, чугунный скрап) ;

– тяжелый бетон, применяемый во всех несущих конструкциях, изготавливается на песке, гравии, щебне из тяжелых горных пород;

– облегченный, применяют преимущественно в несущих конструкциях.

Расчетный вес грунта над уступами фундамента находят из выражения:

где – удельный вес грунта обратной засыпки, кН/м 3 . Принимается равным , где коэффициент 0,95 выражает соотношение между удельными весами грунтов нарушенной и ненарушенной структуры.

Размеры подошвы фундамента должны быть проверены исходя из условия

где– среднее давление по подошве фундамента, кПа;

– расчетная нагрузка от веса фундамента, кН;

– расчетная нагрузка от веса грунта и пола подвала, лежащих на уступах фундамента, кН;

и – длина и ширина фундамента, соответственно, м;

– расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

Расчетное сопротивление грунта основания согласно СНиП 2.02.01-83 определяется по формуле:

гдеи - коэффициенты условий работы, принимаются по табл.13;

k - коэффициент, k=1, если характеристики свойств грунтов определены опытным путем; k=1,1, если характеристики приняты по справочным таблицам (табл.1.3 СНиП 2.02.01-83);

- коэффициенты, принимаемые по табл.14 в зависимости от угла внутреннего трения слоя грунта, залегающего под подошвой фундамента;

k_z - коэффициент при b<10м k_z=1, при м (здесьм);

- ширина подошвы фундамента, м;

- расчетное значение удельного веса слоя грунта, залегающего под подошвой фундамента, кН/м 3 ;

- расчетное значение удельного веса слоя грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных зданий от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

где h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf - толщина конструкции пола подвала, м;

- расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м 3 ;

d_b - глубина подвала, принимается при ширине сооружения

В< 20м d_b = 2м,

Конструирование фундамента

Для колонн принимается квадратный в плане фундамент, а для стен конструирование ведется на 1 м.п. фундамента l=1м.

По высоте фундаменту придают ступенчатую форму, под колонну - форму стаканного типа, для стен возможна трапециевидная форма.

В зависимости от общей высоты фундамента может быть одна, две или несколько ступеней. Высота ступеней не должна превышать 0,9м и быть кратной 0,15м, минимальная высота ступени - 0,3м, а ширина ступеней должна быть кратной 0,1м.

Окончательные размеры фундамента принимаются после расчета деформаций оснований.

Расчет оснований по деформациям

Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

Вертикальные напряжения в основании определяются как для однородного изотропного линейно-деформируемого полупространства от действия местной равномерно распределенной нагрузки.

Определение осадки выполняется для центральной оси фундамента в следующей последовательности.

1. Изображаются контуры проектируемого фундамента и напластования грунта М1:100.

2. Слева от вертикальной оси строится эпюра вертикальных природных напряжений от собственного веса грунта

с учетом взвешивающего действия воды и водоупора,

z_i - толщина i-го слоя, м;

n - число слоев грунта.

Отдельные слои рекомендуется принимать мощностью

Для фундаментов больших размеров (ширина подошвы фундамента ) мощность отдельного слоя целесообразно принимать

где коэффициент, принимаемый по табл. 15 и зависящий от фиксированных параметров

дополнительное среднее давление, распределенное по подошве фундамента (при ), определяется:

где – расчетное значение удельного веса слоя грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

– среднее давление по подошве фундамента, кПа (по формуле 19);

d - глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки или пола здания по грунту, м.

4. Величина с глубиной убывает, поэтому при расчете ограничиваются такой сжимаемой толщей, при которой напряжение не превышает 20% природного напряжения (деформации грунтов на этой глубине пренебрежимо малы), т.е.

Если ниже границы сжимаемой толщи расположены сильно сжимаемые грунты (), то активную мощность сжимаемого слоя следует определять из условия .

5. Осадка основания фундамента определяется как сумма осадок отдельных слоев грунта n, на которые разбита сжимаемая толща H_c, по формуле

Е₀_i – модуль деформации i– го слоя.

Осадку основания фундамента также можно определить по формуле:

где коэффициент относительной сжимаемости i– го слоя,

z_i – толщина i-го слоя, м,

n – число слоев грунта в пределах сжимаемой толщи.

Схема к расчету осадки по методу линейно деформируемого полупространства

Расчет осадок фундаментов методом

эквивалентного слоя Н.А. Цытовича

Метод эквивалентного слоя основан на решении линейно-деформируемых тел, учитывает ограниченное боковое расширение грунтов; все составляющие нормальных напряжений в сжатой зоне грунта под фундаментом.

Осадка фундамента вычисляется по формуле :

где h_е – мощность эквивалентного слоя, обуславливающая осадку фундамента заданных размеров и формы в плане:

b – ширина подошвы фундамента, м.

В расчетной схеме сжимаемую толщу грунта, определяющую осадку фундамента, принимают равной двум мощностям эквивалентного слоя:

Величину среднего коэффициента относительной сжимаемости определяют из условия, что полная осадка грунтов в пределах сжимаемой толщи Н равна сумме осадок входящих в нее слоев

где m_vi – коэффициент относительной сжимаемости i – го слоя грунта; (31)

h_i – мощность i - го слоя грунта;

z_i – расстояние от нижней точки эквивалентной эпюры до средины i-го слоя, м.

Прогноз фильтрационной консолидации водонасыщенных оснований фундаментов

Расчет осадки ведется в табличной форме.

Задаемся степенью консолидации

где S_n – полная величина осадки, полученная по методу суммирования или по методу эквивалентного слоя;

S_t - осадка фундамента за любой промежуток времени.

Зная заданные величины U (от 0 до 10), определяем значение N по

Значение коэффициента N

U	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,95
Для слу-чаев	0,02 0,12 0,005	0,08 0,25 0,02	0,17 0,39 0,06	0,31 0,55 0,13	0,49 0,73 0,24	0,71 0,95 0,42	1,00 1,24 0,69	1,40 1,64 1,08	2,09 2,35 1,77	2,80 3,17 2,54

Зная для каждого значения N и соответствующего U определяем

где Н – мощность сжимаемого слоя грунта (высота треугольной эпюры), м;

с_v – коэффициент консолидации

где m_vt - средний относительный коэффициент сжимаемости грунтов в пределах всей толщи, определяемый по формуле (35);

k_ф – коэффициент фильтрации, принимаемый по табл. 15.

Значение коэффициента фильтрации k_ф

Вид грунта	Песок	Супесь	Суглинок	Глина
k_ф, см/с

Примечание. любое число от 1 до 9.

Учитывая, что водопроницаемость грунтов с глубиной уменьшается, расчет ведем по схеме с направлением фильтрации вверх.

Средний коэффициент фильтрации для всей сжимаемой толщи:

Оценить инженерно-геологические условия строительной площадки, данные о грунтах приведены в табл.15:

Для заданного варианта грунтовых условий производим оценку характеристик слоев грунта с целью использования его в качестве естественного основания.

Определение типа и наименования пылевато-глинистых грунтов производим по числу пластичности и показателю (индексу) текучести:

Коэффициент пористости определяется по формуле: .

Степень влажности определяется: ,

где плотность воды, .

После оценки свойств грунтов основания определяем значение условного расчетного сопротивления грунта методом интерполяции.

Глубина заложения фундамента. Определение глубины заложения фундамента

Проектирование фундамента на естественном основании начинается с назначения глубины подошвы. Глубина заложения фундамента - отметка от подошвы фундамента относительно существующего уровня грунта на участке строительства.

Глубина заложения подошвы фундамента на естественном основании (ленточные, отдельно стоящие и пр.) зависит от трех основных факторов:

Инженерно-геологических условий площадки строительства;
Климатических условий района (от глубины сезонного промерзания);
Конструктивных особенностей здания, наличие подземной части (подвалов, приямков, каналов, фундаментов существующих зданий).

1. Инженерно-геологические условия

При анализе инженерно-геологических условий площадки строительства и характера нагрузок, действующих по обрезу фундамента, выбирается несущий слой, который может служить естественным основанием для фундаментов (R₀ > 150 кПа).

Выбирая глубину заложения фундамента, следует придерживаться следующих общих правил:

- глубина заложения должна быть не менее 0,5 м;

- в несущий слой фундамент должен заглубляться не менее 0,1…0,2 м;

- при возможности закладывать фундамент выше уровня грунтовых вод (УГВ). При этом не требуется водоотлива, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, в противном случае водоотлив, шпунтовое крепление стенок котлована резко увеличивают стоимость земляных работ.

2. Климатические условия

Основными климатическими факторами, влияющими на глубину заложения фундаментов, являются промерзание и оттаивание грунтов.

При промерзании некоторых грунтов наблюдается их морозное пучение – увеличение объема, поэтому в таких грунтах нельзя закладывать фундамент выше глубины промерзания. Морозное пучение грунтов происходит преимущественно за счет миграции (перемещения) влаги к фронту у промерзания из нижележащих слоев. В связи с этим существенное значение имеет положение УГВ в период промерзания. К пучинистым грунтам относятся пылевато-глинистые, пески пылеватые и мелкие. В этих грунтах глубина заложения фундамента зависит от глубины промерзания, если УГВ залегает на глубине не более чем на 2,0 м ниже глубины промерзания.

3. Конструктивные особенности здания, наличие подземной части

Основными конструктивными особенностями возводимого здания, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются: наличие и размеры подземных и подвальных помещений, приямков или фундаментов под оборудование; глубина заложения фундаментов соседних сооружений; наличие и глубина прокладки подземных коммуникаций и конструкции самого фундамента; величина и характер нагрузок, передаваемых на фундаменты.

Обычно фундаменты заглубляют на 0,5м ниже пола заглубленных помещений. Если столбчатый фундамент - то на 1,5 м ниже пола подвала.

Из всех трех факторов, выбирается наибольшая величина рассчитанной глубины заложения фундамента, которая и принимается за расчетную.

Вы смотрели: Глубина заложения фундамента. Определение глубины заложения фундамента

Определение глубины заложения фундамента самостоятельно

Глубина заложения фундамента – это отметка, на которой находится его нижняя опорная плоскость относительно нулевого уровня грунта на стройплощадке. Это расчётная величина, значение которой зависит как от вида самого фундамента, так и от веса и конструкции дома, от климатических и геологических условий на участке строительства. Все эти факторы обязательно учитываются при проектировании, а расчёты должны выполнять опытные специалисты, особенно если речь идёт о крупных зданиях с высокими требованиями к их надёжности. Для возведения небольшого дома или хозяйственной постройки эту величину можно вычислить самостоятельно.

Расчёт по геологическим и климатическим данным

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

Тип грунта

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

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

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

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

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

Крупнообломочные грунты.

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

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

Отметка грунтовых вод

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

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

Уровень промерзания

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

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

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

D – искомая глубина промерзания;

d – коэффициент корреляции по типу грунта;

Mt – модуль суммы месячных отрицательных температур за год.

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

Значения коэффициента d:

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

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

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

D = 0,28 х √30 = 1,53 м

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

Расчёт с учётом конструкции и эксплуатационных особенностей здания

Под постройками земля может промерзать больше или меньше, чем на открытых участках. Это зависит от того, отапливаются ли они в холодный период, имеют ли подвальные помещения, утеплённые перекрытия и отмостку.

Под домами сезонного использования без системы отопления грунт может промерзать на большую глубину, не имея защитного снегового покрова. Поэтому для её определения применяют повышающий коэффициент 1,1, на который умножают нормативное значение. В нашем примере она будет равна 1,53 х 1,1 = 1,68 м.

Зная, что такое глубина заложения фундамента, прибавляем к этому значению 0,1…0,2 м, и получаем искомую отметку.

Для отапливаемых зданий круглогодичного проживания применяют понижающий коэффициент, так как тепло внутри здания передаётся перекрытиям, стенам фундамента и грунту под ними, что не даёт ему промерзать на большую глубину.

Если вы строите дом с техническим полуподвалом, в котором зимой будет поддерживаться температура не менее 15 градусов, то нормативную глубину промерзания следует умножить на 0,5: 1,53 х 0,5 = 0,77 м. Это и будет минимальная глубина, на которой необходимо ставить фундамент.

Обратите внимание! Заглубление основания дома на любом грунте, кроме скалистого, не может быть меньше полуметра.

Глубина заложения в зависимости от типа фундамента

Если глубина заложения фундамента – это расстояние от его подошвы до горизонтальной отметки уровня земли, то нужно понимать, что считать подошвой. И какую отметку считать нулевой, если участок расположен на склоне. Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо разобраться в типах фундаментных конструкций и целесообразности их применения для разных грунтов.

Конструкции фундаментов

Жилые дома возводят на ленточном, плитном или свайном фундаменте, выбирая оптимальный вариант с учётом нагрузки на основание, типа грунта, уклона участка застройки и других данных.

Монолитный или сборный железобетонный ленточный фундамент – самый распространённый тип основания для ненасыщенных влагой и слабопучинистых грунтов. Обладает хорошей несущей способностью, подходит для зданий из кирпича и блоков.
Монолитная железобетонная плита – самый надёжный фундамент для тяжёлых зданий, возводимых на участках с пучинистыми грунтами. Плита равномерно распределяет нагрузку на слабое грунтовое основание, а при его подвижках «плавает» вместе с домом.
Свайный фундамент годится для любых грунтов, кроме скальных: длинные стальные или железобетонные опоры можно опустить на любую глубину, пронзив насквозь и водоносный слой, и промерзающий грунт, чтобы добраться до твёрдого и неподвижного пласта. Но ставить на него можно только сравнительно лёгкие дома – деревянные, каркасные, из ячеистых блоков.

В некоторых случаях для усиления конструкции используют комбинирование ленточного или плитного фундамента со свайным.

Форма подошвы у всех этих оснований разная, соответственно отличается и её площадь, и её взаимодействие с грунтом.

Хуже всего противостоит морозному пучению ленточный фундамент, имеющий большую длину и небольшую суммарную площадь. Давление грунта действует на него неравномерно, вызывая разрушения. Именно поэтому нужно знать, как посчитать глубину заложения фундамента в виде ленты, чтобы её подошва оказалась ниже уровня промерзания.

Плита имеет большую площадь и воспринимает давление грунта на себя более равномерно, к тому же оно уравновешивается такой же равномерно распределённой нагрузкой от здания. Поэтому её не заглубляют до уровня промерзания даже на пучинистых грунтах.

Опоры свайного фундамента объединены друг с другом монолитной железобетонной лентой или стальным ростверком. Его подошва точечная – это «пятки» свай, которые всегда находятся в плотных слоях грунта ниже уровня его промерзания. Такая конструкция позволяет строить дома на участках с большим уклоном без планировки грунта, что необходимо при устройстве плитного или ленточного основания.

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

При строительстве частных домов малой этажности на расчётную глубину ниже уровня промерзания грунта фундаменты закладывают только в тех случаях, когда:

в проекте предусмотрен подвал или цокольный этаж;
дом имеет большие размеры и внушительный вес;
рядом находятся крупные здания, мощные фундаменты которых могут изменить свойства грунта;
участок строительства находится в сейсмоопасной зоне.

Если вы строите дом, имея в исходных данных хотя бы один из перечисленных факторов, не стоит самостоятельно решать, как найти глубину заложения фундамента – этим должны заниматься специалисты.

Заглубление ленточного и тем более плитного фундамента на большую глубину нецелесообразно, так как связано с огромными финансовыми затратами. В частном домостроении правильнее использовать свайные или мелкозаглубленные основания.

Для предотвращения деформации такого фундамента предпринимают специальные меры, устраняющие пучение грунта под домом.

Утепление стен фундамента во избежание проникновения холода под дом, для чего бетон заливают в несъёмную опалубку из экструдированного пенополистирола.
Утепление грунта под отмосткой, защищающее его от промерзания по всему периметру.
Устройство дренажных систем для отвода грунтовой воды и осадков от фундамента.

Глубину заложения фундамента нельзя назначить произвольно. Величина его заглубления в грунт зависит от множества факторов в совокупности. В первую очередь это тип грунта и его способность нести расчётную нагрузку. Эта способность может меняться в зависимости от насыщения грунтовыми водами и промерзания в зимний период. Также на глубину заложения влияют вес, конструктивные и эксплуатационные особенности дома. Но закладывать фундамент на расчётную глубину не всегда целесообразно. Часто более надёжным и экономически выгодным решением становится мелкозаглублённое основание. Однако решать это должны специалисты.

Какая должна быть глубина заложения фундамента, расчет и нормы

Расчёт по геологическим и климатическим данным

Тип грунта

Крупнообломочные грунты.

Скалистые грунты.

Отметка грунтовых вод

Уровень промерзания

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

D – искомая глубина промерзания;

d – коэффициент корреляции по типу грунта;

Mt – модуль суммы месячных отрицательных температур за год.

Значения коэффициента d:

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

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

D = 0,28 х √30 = 1,53 м

Это важно! Уровень промерзания грунта не равен глубине заложения фундамента. Она должна быть ниже этого уровня на 15-20 см.

Расчёт с учётом конструкции и эксплуатационных особенностей здания

Глубина заложения в зависимости от типа фундамента

Конструкции фундаментов

Монолитный или сборный железобетонный ленточный фундамент – самый распространённый тип основания для ненасыщенных влагой и слабопучинистых грунтов. Обладает хорошей несущей способностью, подходит для зданий из кирпича и блоков.
Монолитная железобетонная плита – самый надёжный фундамент для тяжёлых зданий, возводимых на участках с пучинистыми грунтами. Плита равномерно распределяет нагрузку на слабое грунтовое основание, а при его подвижках «плавает» вместе с домом.
Свайный фундамент годится для любых грунтов, кроме скальных: длинные стальные или железобетонные опоры можно опустить на любую глубину, пронзив насквозь и водоносный слой, и промерзающий грунт, чтобы добраться до твёрдого и неподвижного пласта. Но ставить на него можно только сравнительно лёгкие дома – деревянные, каркасные, из ячеистых блоков.

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

в проекте предусмотрен подвал или цокольный этаж;
дом имеет большие размеры и внушительный вес;
рядом находятся крупные здания, мощные фундаменты которых могут изменить свойства грунта;
участок строительства находится в сейсмоопасной зоне.

Определение глубины заложения подошвы фундаментов на естественном основании

Под глубиной заложения фундамента d принято понимать размер от поверхности планировки до подошвы фундамента.

Глубина заложения фундамента d зависит от конструктивных особенностей здания (наличия подвалов, коммуникаций и ввода трубопроводов), глубины промерзания, геологических условий, наличия грунтовых вод, прочности и деформационных свойств грунтов основания, наличия имеющихся и строящихся соседних сооружений и др.

В курсовой работе в грунтах, подверженных пучению (глина, суглинки), глубина заложения d принимается из условия непромерзания грунта ниже подошвы фундамента:

d > d_f

(2.1)

d_f – расчетное значение глубины сезонного промерзания грунтов основания.

(2.2)

d_fn – нормативная глубина сезонного промерзания, определяемая по карте сезонного промерзания суглинков и глин территории России [5]: d_fn = 1.8м;

k_n – коэффициент, учитывающий тепловой режим эксплуатации сооружения или здания [8]: k_n = 1.1.

Поскольку фундамент опирается на пески и супеси, то необходимо ввести переходный коэффициент, определенный с использованием формулы:

(2.3)

M_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур воздуха за зиму в данном районе, принимаемых по [3].

Переходный коэффициент определяется по зависимости:

Откуда для супеси и песков средней крупности:

(2.4)

Расчетное значение глубины сезонного промерзания грунтов основания, определяемой по формуле (2.2) будет иметь следующий вид:

(2.5)

Исходя из условия минимальной глубины заложения фундамента для моста d_min = 2.5м и расчетного значения d_f , принимаем: d = 2.5м.

Читайте также: