Как рассчитать глубину заложения фундамента

Фундаменты и основания проектируют так, чтобы они были устойчивыми и прочными. Расчет фундамента делается с учетом несущей способности и деформации грунта для определения оптимальной конструкции и размеров. Опора под действием нагрузок несколько смещается, что недопустимо по нормам эксплуатации строения. Из-за этого фундаменты рассчитываются методом предельных состояний, так, что малое увеличение усилий приводит к разрушению.

Оптимальный фундамент для дома с легкими стенами

При строительстве дачных домов и коттеджей по каркасной технологии (или с применением газобетонных блоков) потребность в мощных несущих основаниях отпадает. Самым идеальным вариантом является устройство ленточного фундамента мелкого заложения.

Он позволяет:

  • Существенно упростить и ускорить выполнение работ.
  • Уменьшить потребность в материалах.
  • Выполнить возведение фундамента своими силами без привлечения мощной строительной техники.

Стоит помнить о том, что монолитная железобетонная конструкция, какой и является ленточный фундамент, может монтироваться не на всех типах грунта. В любом случае перед началом работ необходимо провести практическое исследование почвы, выполнить расчет осадок фундамента мелкого заложения. Основным критерием, который позволит выбрать несущее основание такого типа, считается возможность выдержать нагрузки не только от основных конструкций постройки, но и от воздействия грунта, склонного к пучению или сезонным сдвигам.

Что такое малозаглубленные фундаменты?

Фундамент мелкого заложения является одной из разновидностей фундаментов. Все малозаглубленные фундаменты можно условно, следует подчеркнуть слово «условно», разделить на три категории:

  • Малозаглубленные фундаменты;
  • Фундаменты мелкого заложения;
  • Незаглубленные фундаменты;

Разницы между ними самими, как собственно и между ними и нормально заглубленными фундаментами в конструктивной части нет. Некоторые различия всё же имеются, однако на расчёт они не оказывают никакого влияния.

Фундаменты мелкого заложения представляют собой столбчатые фундаменты, у которых соотношение длины столба к ширине опорной части не превышает 4.

Например, столбчатый фундамент с длиной столба в 1,5 метра и шириной опорной части в 0,6 м будет являться фундаментом мелкого заложения, а вот фундамент с длиной столба в 0,9 м и шириной опорной части 0,2 метра не будет являться фундаментом мелкого заложения.

Незаглубленными считаются все фундаменты, глубина заложения которых не превышает полуметра.

Калькулятор онлайн расчета ленточного фундамента

Такой онлайн-калькулятор дает возможность правильно рассчитать параметры будущего фундамента. С его помощью можно определить:

  • площадь основания фундамента;
  • объем необходимой бетонной смеси;
  • армирование (вес, длина, диаметр);
  • площадь опалубки и количество материалов для ее сооружения;
  • площадь всех поверхностей, что поможет определиться с количеством гидроизоляции;
  • подсчет затрат на стройматериалы.

К тому же, при помощи этой программы, можно получить не только расчет фундамента, но и его чертеж.

Онлайн-калькулятор рассчитывает цену щебня и песка за одну тонну, а поставщики указывают стоимость этих материалов за один кубический метр. Так что затраты на эти материалы придется подсчитать ручным способом.

Какой глубины должен быть фундамент

Глубина заложения фундамента — проектируемая величина, которая зависит от типа здания или сооружения, климатической зоны, грунтов на участке и уровня залегания подземных вод. На эту величину также оказывает влияние конструкция здания (с подвалом или без), принцип его использования (с отоплением или без), этажность и масса.

Читайте также:  Как правильно выровнять ленточный 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.

Согласно нормам строительства для того чтобы противостоять силам морозного пучения, подошву необходимо заглублять на 15-20 см ниже уровня промерзания для грунта. При выполнении этого условия фундамент называют «глубокого заложения» или «заглубленный».

При глубине промерзания больше 2 метров проведение земляных работ имеет очень большие объемы, велик также расход материалов и очень высока цена. В этом случае рассматривают другие типы фундаментов — свайные или свайно-ростверковые, а также возможность заложения выше нормативной точки промерзания. Но это возможно только при наличии грунтов с нормальной несущей способностью, обязательном утеплении цоколя и фундамента, а также при устройстве утепленной отмостки. В этом случае глубина заложения уменьшается в разы и обычно составляет менее метра.

Иногда фундамент заливают прямо на поверхности. Это — вариант для хозпостроек, причем, скорее всего из древесины. Только она в таких условиях способна компенсировать возникающие перекосы.

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.

Какой глубины должен быть фундамент

Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.

Какой глубины должен быть фундамент
Какой глубины должен быть фундамент

Исследуем геологию своими руками

Какой глубины должен быть фундамент
Какой глубины должен быть фундамент

Для проверки геологического строения грунтов своими руками вооружаемся лопатой. Во всех пяти точках — под углами будущего строения и в середине — придется копать глубокие ямы. Размер: метр на метр, глубина — не менее 2,5 м. Стенки делаем ровные (хотя бы относительно). Выкопав яму, берем рулетку и листок бумаги, замеряем и записываем слои.

Какой глубины должен быть фундамент
Какой глубины должен быть фундамент

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

Какой глубины должен быть фундамент
Какой глубины должен быть фундамент

Что можно увидеть в разрезе:

Какой глубины должен быть фундамент

Учёт УГВ и ГПГ при выборе глубины залегания ленточного фундамента

Зависимость глубины заложения основания от качества почвы определяется согласно таблице,  учитывающей полученные расчётным или иным путём значения ГПГ и УГВ.

Поправочный коэффициент глубины заложения фундамента в зависимости от качества почвы

Обратите внимание: В ряде случаев (в том числе и в ситуации, когда грунт на участке не пучинистый, а скальный или песчаный) показатель глубины залегания зависит от типового проекта возводимого сооружения, определяющего наличие или отсутствие в нём подвального помещения.

В самом общем случае (т. е. с учётом почв пучинистого типа) необходимо обеспечить условия, при которых почва под домом в зимнее время не будет промерзать, что позволяет исключить какие-либо сомнения в надёжности несущего основания.

Из вышесказанного следует, что глубина котлована под ленточный фундамент при прочих равных условиях в значительной степени зависит от характера грунта. А для его изучения вам необходимо будет провести специальные исследовательские работы, которые могут быть организованы следующими способами:

  • Приглашение специалистов по геологоразведке, которые, пользуясь известными методиками (как правило, они заключаются в подготовке шурфов и изучения проб грунта) получают всю необходимую информацию по составу почвы в месте застройки.
  • Изучение архивов соответствующих местных служб, в которых вполне могут быть сохранены данные по застраиваемым территориям.
  • В крайнем случае, можно будет воспользоваться информацией, полученной от соседей по участку, которые, возможно, занимались этим вопросом при подготовке проектных данных для своего загородного дома в части обустройства мелкозаглублённого фундамента ленточного типа.

Глубина заложения фундаментов

Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:

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

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается 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.

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле

где Mt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике, а при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d — величина, принимаемая равной, м, для:

  • суглинков и глин — 0,23;
  • супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28;
  • песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30;
  • крупнообломочных грунтов — 0,34.

Значение d для грунтов неоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df, м, определяется по формуле

где dfn — нормативная глубина промерзания;

kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по табл. 16; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений — kh = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Расчетная глубина промерзания должна определяться теплотехническим расчетом и при использовании постоянной теплозащиты основания, а также

если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т. п.) .

Таблица 16. Коэффициент kh

Пример расчета ленточного фундамента

Для расчета выбирается участок протяженностью 1 м. Определяются усилия, действующие на этот кусок путем деления общей нагрузки от здания на требуемую площадь. В результате расчета получится ширина основания, проверится соотношение удельного давления на почву под участком ленты и сопротивления земли.

Пример: Рассчитывается нагрузка здания сбором усилий. Показатель расчетного сопротивления содержится в таблице ДБН В.1.2. – 10 – 2009. Общая масса строения 238 т делится на площадь основания участка ленты 21,4 м2 и находится давление под подошвой, равное 11,12 т/м2. Из таблицы видно, что аналогичный расчетный показатель грунта составляет 20,0 т/м2, значит фундамент с выбранными габаритами будет надежно работать и не осядет под нагрузкой, при этом задается необходимый запас прочности.

Основные виды фундаментов мелкого заложения

Технологии современного строительства предусматривают применение различных типов фундаментов. В зависимости от глубины заложения (расстояния от подошвы до поверхности почвы) они бывают глубокого (ФГЗ) и мелкого заложения (ФМЗ)

Технологии современного строительства предусматривают применение различных типов фундаментов. В зависимости от глубины заложения (расстояния от подошвы до поверхности почвы) они бывают глубокого (ФГЗ) и мелкого заложения (ФМЗ).

ФМЗ имеют глубину заложения, не превышающую их учетверенной ширины. Они могут обеспечить прочную основу сооружения на достаточно сложных грунтах, включая пучинистые. При этом требуют существенно меньших затрат на строительство, чем ФГЗ.

Форма

По форме сечения ФМЗ подразделяются на:

  • трапециевидные;
  • прямоугольные;
  • ступенчатые.

Оптимальная форма – трапециевидная. При этом предельный угол между боковой гранью и вертикалью (угол распределения давления) для бетона равен 45°, для бутобетона и бута – 30°. Если угол больше, то напряжения, вызываемые растягивающими и скалывающими силами, будут иметь опасную величину.

Материалы

Виды фундаментов мелкого заложения, определяемые материалом изготовления:

  • железобетонные;
  • бетонные;
  • бутобетонные;
  • из каменных материалов (кирпич, бут).

Бут – это природный материал, представляющий собой куски известняка или гранита, которые имеют довольно большую прочность. Бутобетон – вид бетона, в качестве наполнителя используется бут.

В современном строительстве ФМЗ чаще всего бывают бетонными и железобетонными.

Исследуем геологию своими руками

Для проверки геологического строения грунтов своими руками вооружаемся лопатой. Во всех пяти точках — под углами будущего строения и в середине — придется копать глубокие ямы. Размер: метр на метр, глубина — не менее 2,5 м. Стенки делаем ровные (хотя бы относительно). Выкопав яму, берем рулетку и листок бумаги, замеряем и записываем слои.

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

Что можно увидеть в разрезе:

Расчетная высота фундамента

Расчетная глубина, ширина и высота ленточного основания для дома из пеноблоков, кирпича или бруса в средней полосе Высота такого основания должна быть достаточно большой, чтобы выдерживать горизонтальные грунтовые подвижки и воздействие грунтовых вод. Высоту ленточного фундамента, зная глубину промерзания грунта, также не составит труда посчитать. Но при начале строительства фундамента, высота будет совсем иной, и вот почему. Она состоит из следующих слоев:

  1. Сначала нужно делать на дне траншеи песчано-гравийную подушку, на которой будет лежать сам фундамент. Толщина слоя варьируется в пределах 25 − 40 см (в зависимости от типа грунта), а это уже дополнительная высота конструкции.
  2. Глубина промерзания почвы (справочные данные).
  3. Также нужно делать цоколь в пределах до 30 см, иногда больше, что зависит от типа грунта и дизайнерских решений.

Теперь, когда есть все необходимые параметры будущего ленточного фундамента, посчитать необходимое количество арматуры и бетонного раствора для его обустройства несложно. Если провести заливку строго по технологии, тогда основание прослужит максимально возможный срок.

Метки: глубина, рассчитать, фундамент

« Предыдущая запись