Промерзание грунта под фундаментом

Обновлено: 04.05.2024

Установка фундамента выше глубины промерзания

Одним из главных условий определения глубины заложения фундаментов на пучинистом грунте является глубина его промерзания. В нашей стране сезонное промерзание грунта может достигать глубины 2,5 метра и более. В зданиях без подвалов стоимость фундаментов такой высоты неоправданно велика, поэтому у многих людей возникают вопросы: можно ли устанавливать фундамент выше глубины промерзания и можно ли уменьшить глубину промерзания грунта?

На эти вопросы есть ответы. Да, можно устанавливать фундаменты на промерзающем грунте. Это фундаменты в виде монолитных армированных плит или армированные ленточные фундаменты на глубоком подстилающем слое из непучинистого грунта. В данном разделе мы не будем их рассматривать, это отдельная большая тема. На глубину промерзания грунта тоже можно оказывать воздействие. Вот об этом и будет эта статья.

Воздействие на грунт температуры воздуха

Весь процесс будем рассматривать в шкале Цельсия приняв за точку отсчета 0°С.

Представим, что на грунте лежит стальной шарик с температурой равной температуре окружающего воздуха. Температуру, которую шарик будет распространять на грунт изобразим в виде векторов (рис. 16).

Рис.16. Температурное воздействие на грунт

Таким образом в течении зимы шарик будет распространять на грунт отрицательную температуру и замораживать грунт вокруг себя по полусфере в масштабе повторяющей контур шарика. Чем больше будет зимой холодных дней, тем дальше в грунт будет распространяться замороженная полусфера. Поскольку зима не вечна, то однажды полусфера достигнет своего максимума и больше увеличиваться не будет. Максимальная глубина, при которой грунт из пластичного превращается в твердый называется глубиной промерзания грунта.

Весной шарик нагревается и начинает расплавлять под собой замороженный грунт. То есть происходит тот же самый процесс, что и при замораживании, только вектор температуры меняет свой знак с минуса на плюс. Если теплых дней будет мало, то грунт не успеет растаять на всю глубину, на которую он промерз. Такой грунт называется вечномерзлым. Сейчас мы его рассматривать не будем. Далее нас интересует только тот грунт, который в летние дни полностью прогревается.

Мы рассмотрели процесс замерзания грунта от действия одного шарика, на самом деле на грунте лежат миллиарды таких условных шариков и воздействуют на него образуя под собой промороженное или оттаявшее поле. Если на это поле разместить, какое-либо строительное сооружение, то оно вызовет в нем аномалию (рис. 17). Возмущение промороженного поля грунта будет различным и зависеть от теплового режима, размещаемого на нем объекта. При размещении неотапливаемого здания грунт под зданием будет промерзать на меньшую глубину, так как температура в здании будет все-таки выше, чем в чистом поле. Если здание будет отапливаемым, то грунт под ним совсем не промерзнет или промерзнет незначительно поскольку будет подогреваться зданием. Поэтому тепловой режим здания учитывается нормативными документами (табл.10) и влияет на глубину заложения фундаментов.

рис. 17-1. Промерзание грунта от воздействия отрицательных температур рис. 17-2. Промерзание грунта при расположении на нем неотапливаемого сооружения рис. 17-3. Промерзание грунта при расположении на нем отапливаемого сооружения

Уменьшение отрицательного воздействия промёрзшего грунта

Строительные правила (СП 22.13330.2011) дают определение глубины промерзания «равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.»

В этом определении важна каждая фраза:

«средняя из ежегодных», то есть глубина промерзания может быть больше указанной величины или меньше ее;
«открытая, оголенная от снега площадка» говорит о том, что под снегом глубина промерзания грунта будет меньше (чем толще снег, тем меньше промерзание);
«при подземных водах ниже глубины промерзания», то есть исследуется сухой грунт, если он будет влажным глубина промерзания увеличится.

В строительных правилах нет, но всем известно, что укатанный грунт вследствие уплотнения становится более теплопроводным и промерзает глубже.

Таким образом исходя только из определения Строительных Правил видим несколько путей уменьшения глубины промерзания. Площадка вокруг строительного сооружения должна быть под снегом, не уплотнена и не увлажнена. В идеале это должно быть перепаханное поле и тогда грунт на нем точно не промерзнет до нормативной глубины даже в самую суровую зиму. Но в реальности все выглядит несколько иначе. К дому походят подъездные дороги, снег с которых по возможности убирают, а осенняя дождевая вода с крыши отводится недалеко от дома.

Наибольшую опасность для фундамента представляют температурные векторы, расположенные в полосе вокруг здания шириной равной глубине промерзания грунта. Если их убрать или каким-то образом уменьшить, то фундамент можно установить выше глубины промерзания грунта (рис.18).

рис. 18. Принципиальная схема уменьшения глубины промерзания

Уменьшить негативные воздействия от замораживания грунта можно как минимум двумя способами:

изменением физико-механических свойств грунта;
теплоизолированием грунта.

Это наиболее простые способы, доступные самодеятельному застройщику.

Изменение физико-механических свойств грунта

Из предыдущих страниц данной темы сайта нам известно, что разные грунты имеют различные свойства. Одни из них при замораживании не изменяют своей структуры, другие увеличиваются в объеме и выталкивают фундамент ломая его в различных плоскостях. Назовем такие грунты восприимчивыми к морозу и невосприимчивыми.

Рис.20. Воспримчивые и невоспримчивые к морозу грунты

Грунты, невосприимчивые к морозу состоят из обломков скальных пород (крупнозернистые пески, гравийные и галечниковые грунты). Ими и нужно заменить пучинистые грунты по периметру здания, целиком или перемешиванием со старым грунтом, вынутым при разработке котлована под фундамент. Для уменьшения влияния атмосферной воды на свойства грунтов её отводят от фундамента. Делают это двумя способами. Поверхностную дождевую и талую воду отводят устройством отмосток вокруг здания с уклоны от 5 до 10%. Воду можно отвести по рельефу местности или в специальную дренажную канаву, засыпанную крупнозернистым грунтом с верхним слоем, оформленным в виде красивых дорожек. В районах строительства с высоким снегом и частыми дождями воду, просачивающуюся к фундаменту, отводят от фундамента посредством подземного дренажа. Перфорированные трубы укладывают вокруг здания в слой крупнозернистого дренирующего грунта, накрывают геотекстилем во избежание заиливания труб и засыпают дренирующим мелкообломочным грунтом. Далее трубами отводят воду от фундамента по уклону местности либо сбрасывают воду в закопанные на отдалении дренирующие колодцы из бочек, засыпанных камнями. Грунт вокруг фундамента не будет удерживать в себе воду, а значит и не будет пучится при морозе (рис. 19).

Рис.20. Схемы отвода воды от фундамента

Подсос грунтовой воды в тело фундаментов и стяжек подвала прерывают устройством обмазочных и оклеечных гидроизоляций, а также устройством подсыпок из мелкообломочных дренирующих грунтов. Такая подсыпка из-за относительно больших расстояний (по молекулярным меркам) между частицами не может удержать в себе воду и уж тем более не может подсосать ее верх и смочить подошву фундамента. Капиллярный подсос так же можно прекратить и расстиланием под фундаментом полиэтиленовой пленки (рис. 21).

Рис.21. Отсекание капилярного подсоса

Теплоизоляция грунта

Если замещение и осушение грунтов вокруг дома предусматривает большой объем земляных работ при котором мы влияем на теплопроводность грунта простой заменой одного типа грунта на другой, то теплоизоляция грунта предполагает оставить прежний грунт с уменьшением его теплопроводности. Делается это установкой теплоизоляции. Я уже не однократно говорил на других страницах сайта и повторю вновь, что распространённый термин «утеплитель» применяется неправильно. Правильное название материала — теплоизоляция. Это перегородка между двумя материалами прерывающая поток тепла. Теплоизоляция сохраняет тепло если укрываемый ей материал был теплый или сохраняет холод, если изначально материал был холодный.

рис. 22. Утепленная отмостка

Укладка полосы теплоизоляции по периметру здания шириной равной глубине промерзания ослабит поток отрицательных температур, проникающих в толщу грунта и он промерзнет на меньшую глубину. На такой грунт можно будет установить фундамент меньшей высоты (рис.22). Конструктивно теплоизоляция грунта совмещают с устройством отмостки и называют утепленной отмосткой. Для того, чтобы мороз не прошел к подошве фундамента через его тело, мостик холода прерывают теплоизоляцией цоколя фундамента (рис. 23).

рис. 23. Теплоизоляция цоколя

Если вы встретите чертежи, показывающие теплоизоляцию по внешней вертикальной стене фундамента, то это утепляется подвальное помещение, а не грунт. Такая теплоизоляция удерживает тепло в подвале, при этом грунт теплом дома не прогревается, и глубина его промерзания не изменяется. То есть теплоизоляция стен фундамента не имеет ничего общего с теплоизоляцией грунта. Это разные конструктивные решения решающие разные задачи.

Укладка полосы теплоизоляции вокруг дома может быть сделана по уровню подошвы фундамента и совмещена с теплоизоляцией подвала (рис. 24). В этом случае решаются одновременно две задачи: утепление подвала и тепловое изолирование грунта. Полоса теплоизоляции здесь будет уже чем на поверхности грунта и зависеть от глубины погружения фундамента.

Рис.24. Утепление подвала и грунта

Утепленную отмостку лучше применять для зданий без подвала, а заглубленную теплоизоляцию для зданий с подвалом.

Что такое морозное пучение и глубина промерзания грунта?

Cмысл этих понятий стоит понимать любому человеку, решившему строить фундамент для дома.

Морозное пучение

Морозное пучение — процесс превращения в лед воды, которая содержится в грунте. Всем известно, что вода, превращаясь в лед, увеличивается в объеме. Поскольку поздней осенью вода в грунте содержится в большом объёме из-за дождей и периодически выпадающего и оттаивающего снега, то, промерзая, верхний слой земли увеличивается в объеме (профессионально говорится "вспучивается"). Так как вспучивающемуся грунту необходимо куда то деваться, то он расширяется вверх.

В результате зимой поверхность земли приподнимается в среднем на 5–10 см, максимум может достигать в Московской области 15 см.

Первая неприятность состоит в том, что если фундамент расположен на поверхности грунта, то есть не заглублен, грунт приподнимает фундамент, а вместе с ним все строение целиком. Главная проблема этой ситуации – неравномерность пучения под домом, то есть один угол фундамента может поднять на 5 см, а другой на 10 см. Почему? Здесь много факторов:
- сам по себе состав грунта под строением может существенно разниться

Разнородный состав грунта Разнородный состав грунта

- один угол получает много солнечного света и тепла, а противоположный наоборот пребывает дольше в тени

Влияние солнечного света и тепла Влияние солнечного света и тепла

- грунт под одним углом дома сильнее увлажняется, чем под другими углами в результате стока воды от дождей или из-за рельефа участка

Влияние рельефа н морозное пучение Влияние рельефа н морозное пучение

Вслед за фундаментом деформируется всё строение.

Деформация строения от морозного пучени Деформация строения от морозного пучени

В стенах из кладки образуются трещины (особенно заметно, если нет армопояса, а в доме из бруса не открываются или не закрываются двери и окна, начинаются течи или сквозняки). Весной, когда промерзший грунт оттаивает и лёд снова превращается в воду, поверхность грунта садится обратно, разумеется вместе с фундаментом и строением.

Вторая неприятность заключается в том, что весной, когда грунт оттает и сядет, поверхность земли не будет в точности копировать геометрию прошлого лета. А это означает, что фундамент и строение не займут уже никогда исходную форму и будут всегда существовать с некоторым искривлением, от года к году претерпевая новые деформации. Разумеется, этот процесс изнашивает постройку, существенно сокращая долговечность дома, доставляет неудобства при эксплуатации и проживании. Негативный результат от промерзания может появиться сразу первой зимой, но воздействие промерзания особенно заметно с течением длительного времени.

Но, есть немало примеров, когда лёгкие дома на незаглубленных фундаментах в Московской области не испытывают подобных проблем или испытывают их в приемлемой степени, и это не редкость. Дело в том, что степень пучения может быть разной и зависит от многих факторов, и да же может меняться от год от года. Поэтому, пучинистость грунта делится на 5 степеней:

непучинистый,
слабопучинистый,
среднепучинистый,
сильнопучинистый,
чрезмернопучинистый.

Примерную степень пучения на участке может определить любой человек. К слабопучинистым относятся места на возвышенностях, с низким уровень грунтовых вод, и там где залегают песчаные (быстрофильтрующие воду) грунты. У чрезмернопучинистых всё наоборот – это места в низинах, там где есть обводненные, болотистые, водовмещающие глинистые грунты, когда вода стоит на штыке–двух лопаты круглый год. В завершение стоит сказать, что каждый участок может перемещаться в соседнюю категорию по пучинистости в зависимости от погодных условий конкретного года. Чем меньше осадков было осенью, чем меньшее количество раз таял снег за осень и зиму – тем менее вспученным будет грунт. В таблице ниже вы сможете найти общие рекомендации по заглублению фундаментов в зависимости от типа грунта:

Таблица определяет рекомендемую глубину заложения фундамента в зависимости от пучинистости грунта. Таблица определяет рекомендемую глубину заложения фундамента в зависимости от пучинистости грунта.

Ниже в таблице вы найдёте процент расширения грунта в зависимости от его типа (песчаные грунты в таблице не представлены, поскольку в большинстве случаев не являются пучинистыми)

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта — это та глубина, на которую может промерзнуть грунт зимой. Эта глубина определяет границу, ниже которой рекомендуется располагать подошву фундамента (Подошва фундамента - это низ монолитной части без подбетонки) или "анкерные" элементы фундаментов (уширение свай ТИСЭ, лопасти винтовых свай и т.д.). Есть нормативная глубина промерзания, представленная на карте.

Карта нормативной глубины промерзания грунта Карта нормативной глубины промерзания грунта

Но, фактическая глубина промерзания может быть значительно меньше или больше указанной на карте. Рассмотрим причины:
1. В первую очередь важна разновидность грунта, залегающего на участке. Ниже приведена таблица с глубиной промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области.

Таблица глубины промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области. Таблица глубины промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области.

Появляется логичный вопрос – почему, принимается 140 см для Московской области, когда в таблице присутствуют куда большие значения? Дело в том, что глубоко промерзают именно песчаные грунты, которые пучинистыми не являются и не представляют для конструкции фундамента опасности. Песчаным грунтам свойственно быстро фильтровать воду, при том чем крупнее размер частиц (фракция), тем, как правило, быстрее происходит фильтрация. Поскольку из песчаных грунтов влага удаляется быстро, то и степень проявления пучения в них несущественна, а само промерзание проходит глубоко в результате открытых пор. Неприятной ситуацией может быть наличие водоупора под песком на глубине одного-двух метров, поскольку это может приводить к застаиванию влаги в верхней толще и к её вспучиванию; это ситуации-исключения.

Глина - водоупор Глина - водоупор

В глинистых грунтах наоборот. Фильтрация воды очень медленная и в результате заполненных пор глубокого промерзания не происходит. В результате, к заморозкам поры глинистого грунта не успевают освободиться от воды, что приводит к значительному вспучиванию, которое может повредить фундамент постройку. Именно исходя из этих соображений принимается величина 140 см. Из глинистых грунтов стоит отдельно выделить грунты с консистенцией “Твёрдый”. Это водоупоры, грунты с очень плотной структурой, и они не насыщаются водой. Этим грунтам присуща низкая степень пучения и малое промерзание. К сожалению, в Московской области твёрдые глинистые грунты или крупные пески в верхней толще земли встречаются редко.
2. Помимо типа грунта на глубину промерзания так же влияют погодные условия конкретного года (температура зимой, толщина снежного покрова, количество выпавших осенью и зимой осадков).
3. Локация конкретного участка. Очевидно, что участкам в низинах, вблизи болот свойственно быть более влажными, чем участкам на холмах и вдали от водоёмов.

4. Профилактические мероприятия по снижению увлажнения и промерзания (о них будем говорить ниже).

Виды "противопучинистых" фундаментов и мероприятий.

Степень проявления морозного пучения необходимо учитывать при выборе типа фундамента. "Противопучинистыми" вариантами являются фундаменты по технологии ТИСЭ, винтовые сваи, заглубленные ленты с монолитной широкой подушкой (именно с подушкой, т.к. без неё лёгкие дома на ленте так же подвержены вспучиванию), монолитная плита расположенная ниже границы промерзания грунта.

"Противопучинистые" типы фундаментов "Противопучинистые" типы фундаментов

Разумеется, уширения свай ТИСЭ, лопасти винтовых свай и монолитную полушку заглубленной ленты необходимо расположить ниже границы промерзания для придания им функции "якоря". К противопучинистым типам фундаментов не относятся столбчатые фундаменты без уширения, мелкозаглубленные ленты, плавающие плиты, а так же прямые заглубленные ленточные фундаменты без широкой монолитной подушки (на практике наша компания знает много случаев, когда стенки заглубленной ленты вспучившимся грунтом обжимаются настолько сильно, что грунт вслед за собой тащит вверх фундамент вместе с домом).

"Непротивопучинистые" типы фундаментов "Непротивопучинистые" типы фундаментов

Способы защиты от морозного пучения.

Есть немало современных способов, позволяющих почти полностью, либо частично устранить воздействие морозного пучения.
1. Круглогодичное отопление строения. Не стоит путать с ситуацией, когда хозяева приезжают в дом пару раз за зиму. Речь идет о доме, в котором температура круглый год не падает ниже +15 градусов. В этом случае уместно рассмотреть плавающую плиту или мелкозаглубленную ленту. Суть метода в том, чтобы сперва возвести закрытый по периметру непродуваемый цоколь (фундамент без "щели"), а затем важно правильно утеплить его. Стоит утеплить два места:
- фундамент утепляется по наружному периметру, вертикально. В качестве материала чаще всего используется ЭППС (экструдированный пенополистирол), он бывает уже встроен в некоторые отделочные фундаментные панели. Толщину ЭППС следует принимать не менее 50 мм, а лучше 80 или 100 мм для Московского региона.

Утепление фундамента Утепление фундамента

- необходимо утеплить отмостку. Для этого нужно в толще отмостки проложить ЭППС той же толщины, что и при утеплении фундамента. Ширина утепления в отмостке должна составлять не менее 1,2 метра (в идеале не менее глубины промерзания). Если данные рекомендации выполнены правильно, то пучение грунта под домом будет устранено как минимум на 80-90%, что является вполне достаточным.
Полученная система будет работать следующим образом: зимой часть тепла будет выходить из дома через нижнее перекрытие. Если цокольное пространство является замкнутым и потеря тепла через стены фундамента минимальна, то будет прогреваться земля под домом. Этого прогрева будет вполне достаточно, чтобы остановить промерзание и вспучивание. Утепление отмостки необходимо для того, чтобы избежать потерь тепла через промерзший грунт с наружной стороны фундамента (т.е., чтобы не отапливать грунт снаружи дома). Это не очень дорогой, но действенный метод. Главный его минус – зависимость от беспрерывного зимнего отопления.

2. Дренаж — это отдельная тема для статьи, но дренажи направленные на осушение участка и отведение воды от дома, являются одним из способов по снижению сил морозного пучения.

Фундамент. Расчёт глубины промерзания грунта.

Перед строительством загородного дома, когда речь идёт о полнозаглубленном фундаменте, часто возникает вопрос о глубине промерзания грунта. Ведь важно заложить такой фундамент ниже глубины промерзания, дабы его не выперло зимой.

В моём регионе (московская область) при строительстве дачных домов раньше применяли в основном именно полнозаглубленные столбчатые фундаменты, а для сараев — плавающие мелкозаглубленные. Это не требовало больших объёмов раствора и привлечения какой-либо сторонней техники.

Мелкозаглубленный фундамент для сарая с заменой грунта под столбом на песок до глубины промерзания. Мелкозаглубленный фундамент для сарая с заменой грунта под столбом на песок до глубины промерзания.

В последнее время ассортимент фундаментов значительно расширился. Для домов у нас делают и полнозаглубленные ленты, и плавающие плиты, и даже какие-то комбинированные конструкции. Для лёгких веранд используют винтовые сваи. Тем не менее, я думаю, что небольшой двухэтажный каркасник для жизни имеет смысл поставить по-старинке, на старые добрые проверенные полнозаглубленные столбы.

Замечу, что сегодня намечается тенденция отхода от огромных домов (модных в 90-е и нулевые, которые строили в расчёте на своих детей), в пользу более практичных небольших домов, что называется, для сегодняшней семьи, поскольку дети, как показывает практика, всё равно хотят потом всё ломать и строить своё по своему вкусу согласно последним веянием моды и технологий. Поэтому небольшие каркасники на столбах снова потихонечку входят в моду и вполне себе актуальны.

Столбчатый фундамент проще, дешевле лент и плит, да и к тому же появляется много места под домом для хозяйственных нужд (хранения труб, уголков, досок и т.п.), что важно в реальной загородной жизни. Да и нет проблем с влагой, от которой часто страдают полы в ленте, даже если в ней предусмотрены продыхи.

Полнозаглубленный фундамент на ленте или столбах лучше ставить там, где водоносный слой расположен, как минимум, на полметра ниже глубины промерзания. Иначе такой фундамент может утонуть в вязком водоносе, или его придётся делать не только глубоким, но и достаточно широким, чтобы достичь требуемой несущей способности. В местах, где грунтовые воды высоки, наверное, лучше использовать мелкозаглубленные плавающие, или наоборот, глубокие свайные фундаменты.

Считаем глубину промерзания

Обычно старожилы приблизительно знают среднюю глубину промерзания в своём регионе, но эта цифра может быть очень неточной. Даже для московского региона температурные условия сильно отличается на севере, юге, востоке и западе. Кроме того, на глубину промерзания сильно влияет тип грунта. По просторам Интернета гуляет вот такая карта московской области. На мой взгляд, довольно сомнительная. Вероятно, она сделана на основе промеров за какой-то определённый год. Но эта карта показательно характеризует реально возможный разброс глубин:

Более статистически верно, но слишком приблизительно можно определить глубину промерзания грунта и по карте всей территории России:

Но лучше, конечно, рассчитать глубину промерзания самостоятельно, исходя из реально имеющихся геологических условий и статистических температурных показателей.

Пример расчёта, который может дать более точный результат, чем сомнительные или приблизительные карты, я приведу для моего случая. Расчёт очень простой, и каждый сможет применить его для своих условий.

Мой участок фактически находится в московской области (западо-юго-запад), а юридически — в Новомосковском АО. Для этого района Москвы в СП 131.13330.2018 (п.5.1) есть данные температур по месяцам. Если вашей территории в таблице нет, следует взять ближайшую, а при равноудалённости от таковых — с наименьшей среднегодовой температурой.

Грунт у меня — суглинок. Среднегодовая температура — положительная. Глубина промерзания — менее 2,5 метров. Для этих условий согласно СП 22.13330.2016 (п.5.5.3) для расчёта нормативной глубины промерзания грунта используется простая формула:

ГлубПромерз = Грунт × √ СумОтриц

Суглинки — 0,23
Супесь, мелкий песок — 0,28
Средний, крупный песок — 0,30
Крупнообломочный грунт — 0,34

СумОтриц : сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур согласно СП 131.13330.2018 (п.5.1) за год в НАО — 8,6 + 7,3 + 2,1 + 1,2 + 5,9 = 25,1

Подставляем оба значения в формулу:

ГлубПромерз = 0,23 × √25,1 = 1,15 м.

Таким образом, глубина нормативного промерзания грунта в моём регионе — 1,15 м.

Кроме того, согласно СП 22.13330.2016 (п.5.5.4) , для получения расчётной глубины промерзания грунта эту цифру нужно ещё умножить на коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, которое будет стоять на этом фундаменте. Мой дом зимой может быть на консервации и неотапливаемым, а для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений и положительной среднегодовой температуры, коэффициент будет равен 1,1:

1,15 × 1,1 = 1,265 ≈ 1,3 м .

Глубина промерзания и глубина заложения

Итак, мы выяснили, что реальная глубина промерзания грунта у столба моего фундамента может достигать 1,3 метров. Стало быть, и фундамент следует закладывать на 1,3 м? Не совсем так. Глава 5.5 СП 22.13330.2016 описывает различные нюансы в зависимости от уровня грунтовых вод и прочих условий, и её следует прочитать целиком, но в целом, да, в моём случае для дачного домика согласно нормативам достаточно глубины заложения 1,3 метра.

Вместе с тем, поскольку дом мы делаем себе, и за перерасход средств нас не накажут, следует принять во внимание ещё несколько нюансов, а именно:

Мы рассмотрели фундамент, как часть уже готового дома, но что если он останется на зиму без нагрузки? Его может зацепить и выпереть при пучении бокового грунта
Мы основывались на усреднённых значениях температур, но зимы могут быть разными.
Мы основывались на простой геологии, что суглинок у нас равномерный. Но везде есть свои геологические особенности.

В связи с вышеизложенным, позволю себе некоторые умозаключения. Я думаю, что фундаментные столбы лучше погрузить сантиметров на 20 в непромерзающую часть грунта, причём эта часть столба должна быть забетонирована без опалубки, чтобы она была максимально неровной и зацеплялась стенками за грунт, что будет дополнительно удерживать столб от выпирания. Одновременно с этим вся остальная часть столба должна быть максимально гладкая, чтобы пучинящийся грунт скользил по ней и не мог зацепить и выдавить столб вверх. Более того, нижнюю часть столба имеет смысл расширить, чтобы увеличить его несущую способность (особенно, если делаете на глазок, без расчётов).

То есть, в моём случае, имеет смысл закладывать столбы на глубину 1,3 + 0,2 = 1,5 метра. Этим же я защищу фундамент и от особо холодных зим.

Теперь, что касается геологии. На моём участке водоносный слой начинается на глубине 2 метра. Свод мягкого водоносного слоя состоит из твёрдой спрессованной глины, что было неоднократно подтверждено при бурении ям для других построек, в т.ч. фронтального забора. При закладке фундамента мне имеет смысл опереться именно на этот свод, а не пробуриваться сквозь него до мягких водоносных глин.

Схема заложения столба фундамента (кликабельна) Схема заложения столба фундамента (кликабельна)

В случае, если я погружу столбы на рассчитанную выше глубину 1,3 + 0,2 = 1,5 метра, то толщина слоя твёрдой глины до водоноса будет около полуметра. Думаю, этого будет вполне достаточно, чтобы считать сечение и количество столбов, исходя из твёрдости именно этого слоя. Кстати, для облегчения таких подсчётов в Интернете есть много онлайн-калькуляторов.

На этом всё. Делитесь своими соображениями в комментариях, ставьте лайки (или дислайки, если надо — любая ваша активность сказывается положительно на канале), подписывайтесь! Удачи!

Фундамент, оставленный на зиму (3 правила, чтобы не выдавило морозным пучением)

Зимовка фундаментов - этот строительный этап гораздо важнее, чем может показаться на первый взгляд. Ведь, не соблюдая определенный ряд мероприятий можно попасть на крупную сумму денег, так как восстановление и укрепление фундамента составляет ни несколько десятков тысяч рублей, а измеряется сотнями.

Львиная доля застройщиков поддерживает миф, что фундамент должен перезимовать, поэтому многие специально сооружают подобные строения осенью, а весной начинают строить дом.

Иногда случается так, что ранней весной, после таяния снега - хозяин замечает перекошенный фундамент со множеством трещин и начинает винить рабочих и материалы, но только не себя. А дело обстоит гораздо проще: грунт локально промерз!

Что такое промерзание?

Промерзание грунта - это увеличение объема грунта за счет замерзания воды между его частицами, а так как лед по своей структуре менее плотный, чем жидкость - то он расширяется при замерзании.

Увеличиваясь в объеме, грунт поднимает фундамент и за счет неоднородной структуры почвы - данный эффект происходит локализовано, а соответственно и неравномерно (не по всей площади опирания фундамента на основание), именно поэтому конструкция деформируется и образуется масса трещин в тех местах, где возникает избыточное напряжение.

От этого страдают как ленточные фундаменты, так и монолитные плиты.

Существует 3 простых мероприятия, которые избавят железобетонную конструкцию от деформации в минусовую погоду и не стоит ими пренебрегать.

1. Временная отмостка

Сделайте неглубокую выемку вдоль фундамента и уложите любой материал, не пропускающий влагу. Это может быть полиэтиленовая пленка или руберойд.

Заглубление делается около 10 см и шириной до 1 м. Укладывается материал с нахлестом 10-15 см и присыпается грунтом. На одну зиму этого вполне хватает.

Если же фундамент мелкого заложения, то в обязательном порядке под рубероид укладывается утеплитель, который весной убирается и может быть использован по назначению в любых частях дома.

Если же фундамент - лента, проделайте это с обеих сторон.

2. Дренаж

Если участок легко заболачивается и талые воды медленно просачиваются в грунт, то делается временный дренаж для отвода воды от фундамента. Не нужно глубоко копать и полноценно создавать это сооружение, засыпая его щебнем - ведь оно временно. Достаточно, за несколько метров от фундамента выкопать ров глубиной 30-50 см. и придать участку небольшой уклон этим же грунтом или же соорудить в низинах участка канавки, ведущие в основной дренажный ров.

3. Укрытие

Чаще всего, зимой лопается фундамент при сооружении домов с подвалами, поскольку подошва фундамента, опираемая на основание, находится не ниже глубины промерзания грунта, что можно видеть по иллюстрации:

В этом случае, действия немного трудозатратны и заключаются в следующем: необходимо соорудить деревянный каркас, который будет являться крышей цокольного этажа. Пиломатериал не будет куплен зря. Начиная строительство с весны, он пригодится для опалубочных работ и сооружения стропильной системы кровли.

Если не хотите лишних телодвижений, то лучше успеть до морозов вместо деревянного каркаса сделать бетонный пол или произвести укладку плиты перекрытия. Далее, они затягиваются пленкой или рубероидом с помощью кирпичей.

Также, все окошки и продухи герметично затягиваются пленкой и задача сводится к тому, чтобы минимизировать потери тепла из подвала.

От автора

Друзья, на вышеописанные мероприятия затрачивается всего один-два дня. Выполнив их, риски потерять фундамент уменьшаются в десятки раз, ведь методы очень эффективны и в то же время, просты и по силам любому мужику. Лучше заплатить 5-10 тысяч рублей за материал, затратить немного времени и спать зимой спокойно, чем весной разгребать завалы.

Какой глубины должен быть фундамент

Если говорить предметно, это та величина, на которую нужно будет закопать фундамент, для того чтобы он обеспечивал стабильную опору для сооружения. Бывают они двух видов:

глубокого заложения;
мелкого заложения или незаглубленные.

Предварительные изыскания

Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.

Первым делом вы должны определиться с местом для дома на участке

Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.

Исследуем геологию своими руками

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

Что можно увидеть в разрезе:

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

Глубина заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод

Все особенности проектирования описаны в СНиП 2.02.01-83*. Обобщенно все можно свести к следующим рекомендациям:

При планировании на скальных, песчаных крупной и средней крупности, гравелистых, крупнообломочных с песчаным заполнителем грунтах глубина залегания фундамента от уровня расположения подземных вод не зависит.
Если под подошвой фундамента находятся мелкие или пылеватые пески, то при уровне подземных вод расположенных на 2 метра ниже уровня промерзания грунта, глубина заложения фундамента может быть любой. Если воды находятся выше этой отметки, то закладывать фундамент нужно ниже уровня промерзания.
Если под подошвой находится будут глины, суглинки, крупнообломочные грунты с пылеватым или глинистым заполнителем, то фундамент однозначно должен быть ниже уровня промерзания (от уровня подземных вод не зависит).

Как видите, в основном уровень заложения фундамента фундамента определяется наличием подземных вод и тем, насколько сильно промерзают грунты в регионе. Именно морозное пучение становится причиной проблем с фундаментами (или изменение уровня грунтовых вод).

Глубина промерзания грунтов

Чтобы примерно определить до какого уровня промерзают грунты в вашем регионе, достаточно взглянуть на расположенную ниже карту.

По этой карте можно примерно определить уровень промерзания грунтов в регионе (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

Формула расчета глубины промерзания

для крупнообломочных грунтов он равен 0,34;
для песков с хорошей несущей способностью 0,3;
для сыпучих песков 0,28;
для глин и суглинков он равен 0,23;

Например, собираемся строиться на глине. Средние зимние температуры в регионе: -2°C, -12°C, -15°C, -10C, -4°C.

Расчет промерзания грунта будет таким:

M_t=2+12+15+10+4=43, находим квадратный корень из 43, он равен 6,6;
D_fn= 0,23*6,6= 1,52 м.

Получили, что расчетная глубина промерзания по заданным параметрам: 1,52 м. Это еще не все, учесть нужно будет ли отопление, и, если будет, какие температуры будут поддерживаться в нем.

Если здание неотапливаемое (баня, дача, стройка будет идти несколько лет), применяют повышающий коэффициент 1,1, который создаст запас прочности. В этом случае глубина заложения фундамента 1,52 м * 1,1 = 1,7 м.

Если здание будет отапливаться, грунт тоже будет получать порцию своего тепла и промерзать будет меньше. Потому при наличии отопления коэффициенты понижающие. Их можно взять из таблицы.

Коэффициенты, учитывающие наличие отопления в здании. Получается, чем теплее в доме, тем на меньшую глубину нужно заглублять фундамент (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

Итак, если в помещениях будет постоянно поддерживаться температура выше +20°С, полы с утеплением, то глубина заложения фундамента будет 1,52 м * 0,7 = 1,064 м. Это уже меньшие затраты, чем углубляться на 1,52 м.

В таблицах и на картах приведен средний уровень за последние 10 лет. Вообще, наверное, в расчетах стоит использовать данные за самую холодную зиму, которая была за последние 10 лет. Аномально холодные и бесснежные зимы бывают примерно с такой периодичностью. И при расчетах желательно ориентироваться на них. Ведь вас мало успокоит, если отстояв 9 лет, на 10-й ваш фундамент даст трещину из-за слишком холодной зимы.

На какую глубину копать фундамент

При этом учитывайте следующие рекомендации:

Опираться подошва должна на грунт с хорошей несущей способностью.
Фундамент должен погружаться в несущий слой минимум на 10-15 см.
Желательно чтобы грунтовые воды располагались ниже. В противном случае необходимо принимать меры по отведению воды или понижению их уровня, а это требует очень больших средств.
Если несущий грунт находится слишком глубоко, стоит рассмотреть вариант свайного фундамента.

Выбрав несколько типов фундамента, определив для них глубину заложения, проводят ориентировочный подсчет стоимости каждого. Выбирают тот, который будет экономичнее.

Еще обратите внимание, что для уменьшения глубины заложения фундамента можно применять утепленную отмостку. При строительстве ленточного фундамента мелкого заложения отмостка обязательна.

Мелкозаглубленный фундамент

Плитный фундамент считается самым надежным и легко предсказуемым. У него такая конструкция, что она может получить значительные повреждения только при грубых просчетах при проектировании. Тем не менее, и его можно испортить.

Тем не менее, застройщики плитные фундаменты не любят: они считаются дорогими. На них уходит много материала (в основном арматуры) и времени (на вязку той же арматуры). Но иногда плитный фундамент получается дешевле ленточного глубокого заложения или даже свайного. Так что не сбрасывайте его сразу со счетов. Он бывает оптимальным, если строить хотят тяжелое здание на пучнистых или сыпучих грунтах.

Фундамент мелкого заложения

Мелкозаглубленная лента может иметь глубину от 60 см. При этом она должна опираться на грунт с нормальной несущей способностью. Если глубина плодородного слоя больше, то глубина заложения ленточного фундамента увеличивается.

Более внимательно нужно просчитывать если на мелкозаглубленном ленточном фундаменте собираются строить задние из легких строительных блоков (газобетона, пенобетона, и т.п.). Они на изменения геометрии реагируют не самым лучшим образом. Тут нужна консультация опытного и, обязательно, компетентного специалиста с большим опытом.

Строение плитного фундамента

А вот под тяжелый дом мелокзаглубленный ленточный фундамент ставить невыгодно. Чтобы передать всю нагрузку, его нужно делать очень широким. В этом случае, скорее всего, дешевле будет плитный.

Как работает мелкозаглубленый фундамент

Этот тип используется тогда, когда бороться с силами пучения слишком дорого и не имеет смысла. В случае с фундаментами мелкого заложения с ними и не борются. Их, можно сказать, игнорируют. Просто делают так, что фундамент и дом поднимаются и опускаются вместе с вспучившимся грунтом. Потому их еще называют «плавающими».

Читайте также: