Глубина заложения фундамента. Факторы, оценка параметров.

0

Глубина заложения фундамента — ключевой параметр, определяющий перспективы будущего строения. Для оценки положения основания относительно уровня грунта учитывают тип сооружения, общие параметры участка, геодезические показатели, нагрузки. От точности определения глубины зависит:

• Какой срок прослужит фундамент.
• Будет ли здание стабильным.
• Не дадут ли стены трещины.

Расчёты ведут согласно данным из нормативных документов региона постройки (СНиП «Основания зданий и сооружений», «Строительная климатология»). Отметку заложения определяют поэтапно на основании обследования территории.

Оценка общих параметров участка

Для расчёта положения основания исследуют ландшафт, проводят инженерно–геологические изыскания, определяют тип грунта, УГВ и зону промерзания. 

Для того чтобы установить отметку, руководствуются следующими правилами:

• Вне зависимости от конфигурации фундамента все подошвы располагают на одном уровне.
• Заложение в несущий слой определяют на глубину не менее 0,1–0,2 метра.
• На территориях со слоистым напластованием разных типов грунтов заглубление считают по несущему слою или, если это невозможно, по слоям с близкими показателями сжимаемости. Иначе придётся подбирать основание, способное оставаться стабильным при неравномерной осадке.

Геодезические показатели

Определяющее значение в расчёте глубины залегания фундамента имеют следующие критерии:

Геологический

Исследование почв устанавливает величину давления на основание. Различают три типа грунтов по несущей способности:

• Слабая: к группе относятся суглинки, торфяники и болотистые участки.
• Средняя: входят песчаники, почвы с долей каменистых включений, глинистые слои с пучинистыми проявлениями.
• Высокая: скальный грунт.

Характер почвы, лежащей под плодородным слоем, определяют по справочникам или на основании лабораторных исследований проб. В регионах застройки все земли уже прошли обследование геологами. Карты в форме вертикальной съёмки содержатся в архивах управлений градостроительства. Копию данных по участку можно взять с привязкой к пятну застройки. Если запрос не удаётся получить, используют таблицы, содержащиеся в регламентах СП 22.13330 и ГОСТ 5180–2015.

Гидрогеологический

Уровень грунтовых вод должен оказаться ниже фундамента — такое положение полностью исключает риски вымывания грунта из–под несущей основы. Если ошибиться с расчётом, начнётся неравномерная осадка, стены дадут трещины, и дом может разрушиться. Кроме того, постоянный контакт с водой повышает влажность в помещениях ниже поверхности земли, а это способствует развитию плесневых грибков. В результате несущая конструкция будет постепенно терять прочность вне зависимости от того, какие материалы использовались для постройки.

Климатический

Раздел исследований определяет уровень промерзания. Данные указаны в картах региона управления градостроительства, также их можно рассчитать на основании табличных значений. 

До начала работ желательно побеседовать с владельцами соседних домов об особенностях почв на местности. Если рядом с пятном застройки есть рукотворные водоёмы, не учтённые на картах, то силы морозного пучения могут оказаться намного выше ожидаемых. 

Ошибки в определении уровня приведут к прямому действию сил пучения на опорную конструкцию, и это станет причиной разрушения как фундамента, так и всего дома.

Расчёт нагрузки постройки

Здесь важно учитывать конструктивные особенности здания, в том числе материал и толщину стен, этажность, наличие надстроек, особенности эксплуатации. 

• Базовый вес включает все строительные и отделочные материалы, использованные в проекте.
• К основе добавляются усреднённые данные меблировки и массивного оборудования типа печей, котлов, сантехники.
• Далее учитывается средняя снеговая нагрузка в регионе применительно к конструкции крыши (уклон с самостоятельным или принудительным сходом).
• Проводится оценка ветровой нагрузки в соответствии с преимущественными направлениями ветров. Параметр необходимо считать для ненагруженных конструкций на облегчённых фундаментах.

Тип эксплуатации здания вносит вклад в положение заглубления. Так, сооружения с неотапливаемыми подвалами закладываются на 10% ниже отметки промерзания, а с отапливаемыми до 30% выше. Если строится баня, то согласно строительным нормам, под внутренними стенками допускается меньше заглублять фундамент в сравнении с наружными, однако уровень не должен быть выше 40 см.

Выбор типа основания

По конструктивной схеме закладки фундаменты группируют на следующие типы:

• Ленточные: образуют непрерывную ленту, на которую опирают несущие стены здания. Используют в строительстве домов из кирпича и бетона на участках с неоднородным грунтом.
• Столбчатые: ставят в виде отдельно стоящих опор под несущими стенами. Подходит для облегчённых каркасных домов из дерева на стабильных почвах, не подверженных сдвигам и морозному пучению.
• Плитные: заливают сплошной плитой под всей конструкцией. Вариант с высокой несущей способностью и стойкостью к силам морозного пучения подходит для крупных многоэтажных объектов. Наиболее материалоёмкий и затратный способ применяют на сложных грунтах, когда использование других типов оснований не обеспечивает требуемую прочность.
• Свайные: устанавливают в форме стержней с глубоким бурением в грунт. Используют на болотистых почвах и в случаях, где необходимо устранить заметные перепады по уровням.
• Комбинированные: производят обвязку свай в общую свайно–ростверковую конструкцию. Популярный вариант в частном малоэтажном домостроении. Подходит для участков с уклоном.

Правильно подобранный фундамент равномерно передаёт нагрузку на грунт, обеспечивая стабильное положение здания.

Расчет глубины заложения основания

Параметр определяют по формуле:

D_f=K_h x D_fn, где

K_h — табличный коэффициент, различающийся для сооружений с разным типом эксплуатации (отапливаемые и неотапливаемые).

D_fn — расчётная глубина промерзания, характерная для местности.

Значения K_h для отапливаемых зданий приведены в таблице 1.

Для неотапливаемых строений в регионах с плюсовой среднегодовой температурой (для Санкт–Петербурга +6,3 ⁰С) коэффициент равен 1,1.

Например, для отапливаемого дома с утеплением по цокольному перекрытию расчётный D_f =1,1 x 0,7 = 0,8 м.

Практическая глубина заложения основания определяется с учётом глубины подземных вод D_w и отметки промерзания почвы.

Данные о влиянии D_f приведены в таблице 2.

Реальный уровень залегания грунтовой воды, а также характеристики текучести почвы берут по результатам геологических изысканий. Если подобные исследования на участке не проводились, то залегание основания определяют с запасом, превышающим значение D_f.

Расчёт на примере фундамента ленточного типа

Основание в форме ленты проектируют либо с глубоким, либо с мелким заложением. Первый вариант используют на грунтах, склонных к морозному пучению. Конструкция способна противостоять выталкивающим нагрузкам, силы которых достаточно, чтобы разрушить мелкозаглубленный фундамент. 

На почвах с высоким пучением действуют два вида сил:

• Вертикальные: мощное направленное действие снизу вверх из слоёв грунта, залегающего под лентой основания.
• Касательные: выталкивающие силы скользящего характера, возникающие из–за трения подвижной почвы о боковые стенки заглубленного фундамента.

Если лента установлена на правильной отметке, то есть в непромерзающем слое грунта, на неё не будут действовать самые разрушительные вертикальные силы пучения. Касательные останутся, но в этом случае технические характеристики основания (ленточный армированный бетон) и сама нагрузка от здания нивелируют эффект трения. В результате никакого вреда для дома не будет.

Ленточный тип глубокого залегания годится для тяжёлых домов из бетона и кирпича, многоэтажных сооружений из газобетона, срубов.

Нижнюю отметку подошвы глубокозаглубленного варианта располагают на 0,20–0,25 м от границы промерзания. Максимальная глубина составляет 2,5 м. Если расчёты требуют превысить этот уровень, нужно использовать фундаменты свайного типа.

От точности определения отметки заложения основания зависит надёжность конструкции. Неучтённые силы приведут к разрушению подземной части, то есть возникнут серьёзные, а часто и неустранимые проблемы с домом. Именно поэтому на начальном этапе важно выполнить грамотный расчёт. Инженеры компании «Горизонт» определят оптимальный тип фундамента, рассчитают глубину заложения и зальют основание под ключ с гарантией.