Пример расчета ленточного и столбчатого фундаментов

Расчет нагрузки здания

Для того чтобы вычислить массу здания, необходимо иметь проект, учитывающий размеры строения, материалы, конструкцию и прочие его особенности. Расчет нагрузки на фундамент ведется с учетом зимней снеговой нагрузки. Способ расчета прост: вычисляют массы отдельных конструктивных частей строения, суммируют их и делят на площадь подошвы фундамента. Определяют для данного типа грунта удельное расчетное сопротивление грунта R­0 и сопоставляют его с полученным значением удельной нагрузки N. Если R­0 < N, пересматривают размеры или форму фундамента: выполняют его с широкой подошвой, с расширением книзу или увеличивают его ширину.

Пример расчета: кирпичный одноэтажный дом 10х8 м, со стенами из полнотелого красного кирпича шириной в 0,4 метра, с железобетонным перекрытием пола и деревянными перекрытиями потолка. Крыша – двускатная, крытая профнастилом. Постройка планируется на тяжелой суглинистой почве, регион – Москва.

По приведенной методике расчета нагрузка N = 23 т/м2.

Глубина фундамента: развеиваем мифы

Да, самым простым решением кажется – закопать ту же баню поглубже, и прослужит она все сто лет. На самом деле это не так, и мифов среди строителей на счет того, какой должен быть глубины фундамент, сегодня немало.

Чем глубже, тем лучше?

Даже среди достаточно опытных архитекторов распространен миф, чем глубже фундамент – тем он прочнее. Конечно, понять стремление заказчика сэкономить средства можно, как и прораба, который пытается донести тому, что с фундаментом «на авось» — не пройдет. Но зарыть глубже – не значит, что получится прочнее.

Так, глубина заложения нулевого уровня определяется многими параметрами – и лучше этот вопрос доверить специалистам. Делаются инженерно-геологические изыскания, исследуется тип грунта, измеряется уровень грунтовых вод и их промерзания. Многое решает и конструктивная особенность здания: количество этажей, надстройки, материал стен – и баня в этом параметре как раз менее требовательна к мощности основания, чем жилой дом. Более подробно об определении глубины заложения фундамента можно прочитать в небольшой интересной книге «Не зарывайте фундаменты вглубь».

Всегда ли на самом деле «спасает» глубина?

Но далеко не всегда нужно стремиться сделать фундамент поглубже, если почва беспокойна – на самом деле есть свои методы, как уплотнить и сделать более твердым любой грунт. А потому если баня будет строиться совсем не массивная, нет смысла, как любят выражаться строители, «закапывать деньги в землю».

Итак, сперва следует хорошо изучить проблему. К примеру, если воду часто видно на поверхности или близко от нее, спасет грамотный дренаж вокруг фундамента. Ведь усиливать фундамент в этом случае увеличением опоры бессмысленно – нулевой уровень и дальше будет «гулять», а средств на такой метод уйдет немало. Здесь действительно не обойтись без глубины.

А вот если по периметру наблюдаются оползни, фундамент подмывается и даже где-то уже начинает провисать – укреплять нужно не его, а грунт. Так, для песчаного грунта хороша силикатизация – почву вокруг фундамента поливают смесью жидкого стекла с водой, один к одному, и полученный влажный песок хорошо утрамбовывают. Или применяют химические реагенты: бурятся скважины небольшого диаметра, и в них закачивают специальные смоляные составы. Долговечно и недорого, и для слабых грунтов – то, что надо.

Глубина фундамента: развеиваем мифы

Да, самым простым решением кажется – закопать ту же баню поглубже, и прослужит она все сто лет. На самом деле это не так, и мифов среди строителей на счет того, какой должен быть глубины фундамент, сегодня немало.

Чем глубже, тем лучше?

Даже среди достаточно опытных архитекторов распространен миф, чем глубже фундамент – тем он прочнее. Конечно, понять стремление заказчика сэкономить средства можно, как и прораба, который пытается донести тому, что с фундаментом «на авось» — не пройдет. Но зарыть глубже – не значит, что получится прочнее.

Так, глубина заложения нулевого уровня определяется многими параметрами – и лучше этот вопрос доверить специалистам. Делаются инженерно-геологические изыскания, исследуется тип грунта, измеряется уровень грунтовых вод и их промерзания. Многое решает и конструктивная особенность здания: количество этажей, надстройки, материал стен – и баня в этом параметре как раз менее требовательна к мощности основания, чем жилой дом. Более подробно об определении глубины заложения фундамента можно прочитать в небольшой интересной книге «Не зарывайте фундаменты вглубь».

Всегда ли на самом деле «спасает» глубина?

Но далеко не всегда нужно стремиться сделать фундамент поглубже, если почва беспокойна – на самом деле есть свои методы, как уплотнить и сделать более твердым любой грунт. А потому если баня будет строиться совсем не массивная, нет смысла, как любят выражаться строители, «закапывать деньги в землю».

Итак, сперва следует хорошо изучить проблему. К примеру, если воду часто видно на поверхности или близко от нее, спасет грамотный дренаж вокруг фундамента. Ведь усиливать фундамент в этом случае увеличением опоры бессмысленно – нулевой уровень и дальше будет «гулять», а средств на такой метод уйдет немало. Здесь действительно не обойтись без глубины.

А вот если по периметру наблюдаются оползни, фундамент подмывается и даже где-то уже начинает провисать – укреплять нужно не его, а грунт. Так, для песчаного грунта хороша силикатизация – почву вокруг фундамента поливают смесью жидкого стекла с водой, один к одному, и полученный влажный песок хорошо утрамбовывают. Или применяют химические реагенты: бурятся скважины небольшого диаметра, и в них закачивают специальные смоляные составы. Долговечно и недорого, и для слабых грунтов – то, что надо.

Ленточный фундамент: какой он бывает

Прежде всего ленточные фундаменты различаются по степени заглубления в грунт.

Заглубленный ленточный фундамент закладывается ниже уровня промерзания грунта; такая конструкция предназначена для больших тяжелых сооружений с глубоким подвалом либо цокольным этажом. Строго говоря, специалисты не считают экономически целесообразной организацию заглубленного ленточного фундамента высотой более 2,5 м, поэтому для дома с высокими подвальными или цокольными помещениями лучше рассмотреть другие варианты.

Для легких загородных домов заглубленный фундамент не рекомендован: малый вес строения не в состоянии будет компенсировать действие сил морозного пучения грунта на большую площадь его подземной поверхности. Это чревато неравномерными подвижками фундамента и изменением его геометрии, что неизбежно скажется на состоянии конструкций дома.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент устраивается выше глубины промерзания и рекомендуется для климатических зон, где эта глубина составляет не более 1,7 м. На непучинистых грунтах конечная глубина заложения фундамента не имеет особого значения и диктуется только инженерными характеристиками здания. На пучинистых грунтах фундамент закладывают на минимальную глубину 0,75 – 1 м, при этом необходимо принимать меры для дренажа и утепления грунта.

Также ленточный фундамент может быть монолитным или сборным.

Монолитный ленточный фундамент сооружается путем заливки бетона в опалубку. Он считается самым прочным и надежным, однако требует времени на застывание бетона и обходится достаточно дорого из-за серьезных земляных работ и необходимости привлечения наемной рабочей силы.

Сборный ленточный фундамент сооружается из отдельных конструктивных элементов. Чаще всего это железобетонные блоки ФБС (нередко используют малоформатные бетонные и керамзитобетонные блоки, и даже кирпич). Преимущества сборного фундамента – простота и быстрота сборки и возможность возводить стены сразу после ее окончания, так как не нужно ждать затвердевания бетона. Недостатком конкретно блоков ФБС считается их большой вес и размер – это неудобно при строительстве небольшого дома. Кроме того, все виды сборных фундаментов подходят только для непучинистых и слабопучинистых грунтов. При средней степени пучения грунтов допускается сооружение сборного фундамента только из блоков, содержащих выпуски арматуры для их соединения между собой.

Фундаментные блоки ФБС

Примерный расчет искомой глубины

Допустим, надо рассчитать глубину заложения фундаментной основы в Москве.

Для начала определяется глубина сезонной нормы промерзания грунта:

где d – имеет разные значения для разных грунтовых типов:

• 0,23 м для грунтов, содержащих много глины;
• 0,28 м для грунтов, состоящих из мелкого песка;
• 0,3 м для крупно песчаных почв;
• 0,34 м для каменистых грунтов.

Если грунт, где планируется ставить дом, неоднородного типа, то d определяют как средний показатель глубины грунтового промерзания.

Mt – это сумма среднемесячных показателей температур замерзания грунтов за все зимнее время в той полосе, где строится дом. Выбирается он в таблицах, публикуемых в справочниках. Там для Московского региона стоят такие среднемесячные показатели температур за все холодные месяцы: -7,8; -7,1; -1,3; -1,1; -5,6. Тогда показатель Mt равен следующему значению:

Mt=7,8+7,1+1,3+1,1+5,6=22,9.

Показатель глубины промерзания для Московского региона с наиболее часто встречающимся здесь глинистым грунтом, равна:

dfn=0,23 √22,9= 1,1м.

Когда тип грунта неизвестен, нужно приобрести простой бур, который продают в специализированных магазинах, и проделать небольшие скважины в центре будущей площадки под дом и по углам ее. Это позволит определить вид грунта. В основном в Москве и области распространены суглинистые и глинистые грунты.

После того, как произведен расчет нормативной глубины промерзания, рассчитывают еще одну глубину промерзания.

где kh для фундаментных оснований неотапливаемых строений равен 1,1. В Московском регионе средняя за год температура равна +5,4о;

kh для строений отапливаемых берется из таблицы, которую можно найти в таблице строительных справочников. Считается расчетная глубина замерзания:

• если строящийся дом не отапливается зимой, df = 1,1*1,1= 1,21 м. При округлении получаем df = 1,25 м
• для отапливаемого строения без подвала, с теплыми полами цоколя: df  = 0,7*1,1 = 0,77 м. Получается df = 0,8 м
• если дом, который строится, будет отапливаться и иметь не холодное подвальное помещение df = 1*1,1 = 1,1 м.

Определяют глубину заложения фундамента,учитывая условия недопущения пучения по таблицам зависимости расположения подземных вод. Поскольку такой показатель трудно угадать, потому выбирается чаще всего наихудший вариант и принимается  d = 1,25.

Для отапливаемого строения без подвала с утепленным перекрытием d = 0,8 м.

Для отапливаемого строения с холодным подвальным помещением d=1,1 м.

Нормативно-технические положения, СНИП

Специалистами для правильного расчета глубины заложения фундамента были разработаны разные технические документы, расчеты и нормативно-правовые акты, которые отражены в СНиП «Основания зданий и сооружений». В них учитываются все факторы и подготовлены примерные расчеты, а также экологические нормы и особенности возводимых фундаментов на специфических грунтах.

Также следует учитывать сейсмическую зону, источники динамических воздействий и других факторов, которые оказывают большое влияние на движение грунтов.

Технология исследования грунта

Для того чтобы правильно подобрать тип фундамента – следует определить тип почвы, на которой строение будет возводиться. Отлично, если эту работу будут проводить профессионалы, но не всегда бывает так, как хочется. Если вдруг вам придется самостоятельно проделывать данную работу, то необходимо проводить ее следующим образом:

Пробуриваете шурфы, глубина которых должна составлять не менее:

• строительство дома без цоколя — глубина промерзания;
• строительство дома без цоколя, но из тяжелых материалов — глубина заложения фундамента от трех с половиной до четырех метров;
• строительство одноэтажного дома, цоколь заглубленный — глубина заложения от четырех до пяти метров;
• строительство многоэтажного дома из тяжелых материалов с заглубленным цоколем — глубина заложения восемь, девять метров.

В двух первых случаях можете воспользоваться садовым буром, в остальных пригодится техника покрупнее. Для более правильного определения нагрузок следует поставить четыре шурфа, по одному в каждом углу дома. Для исследования берется проба через двадцать пять сантиметров проходки, при достижении глубины промерзания почвы проба берется через каждые пятьдесят сантиметров.

Следующий шаг — определение состава грунта.

• собираются образцы грунта;
• просушивается, освобождается от корней и мусора, размельчается;
• опрыскивается водой и укладывается в банку со стекла, на одну четвертую ее высоты;
• доливается вода до уровня три четвертых;
• добавляете одну чайную ложку средства для мытья посуды;
• встряхиваем все содержимое банки на протяжении десяти минут;
• банку ставим на ровную поверхность, через минуту делаем отметку маркером на уровне песка, осевшем на дне;
• через два часа отмечаете уровень ила;
• ждете пока вода станет прозрачной, отмечаете уровень глины. Этот процесс может затянуться от двух до семи часов.

Замеряете толщину слоя песка, ила, глины в сантиметрах. Высчитываете относительную величину каждого осадка в процентах. Толщину каждого слоя делите на общую толщину осадка и умножаете на сто процентов. Ищите треугольник Ферре и при помощи его определяете тип грунта.

Следующий способ более быстрый. Используется экспресс-метод. Используется тактильное и визуальное изучение образца. Берете образец, рассматриваете, растираете, скатываете. И оцениваете по таблице «Исследование и определение типа грунта».

Видео

Мелкозаглубленный ( МЗФ)

Такой фундамент встречается довольно часто. Дело в том, что если предыдущий вариант не подходит, а строить основание с глубоким заложением нет смысла, проще возвести более экономичный вариант.

Основная особенность таких оснований в том, что глубина заложения любого мелкозаглубленного фундамента не доходит до глубины промерзания грунта. Выбор данного типа объясняется рядом преимуществ:

1. МЗФ обойдется дешевле заглубленного аналога.
2. Есть возможность обустроить подвал (что в предыдущем случае не получится).
3. Возможность возведения на пучинистых грунтах. Для этого нужно правильно сделать фундаментную подушку, а также усилить конструкцию армированием.
4. Благодаря минимальной площади соприкосновения с грунтом касательные силы действуют на основание минимально.

МЗФ строится в следующих случаях:

1. При возведении лёгких зданий без подвала и цокольного помещения.
2. При наличии высокого уровня расположения грунтовых вод (но больше, чем на 1 метр от поверхности).
3. Если грунт достаточно прочный.

Минимальная глубина заложения фундамента может быть разной. В зависимости, например, от уровня промерзания она выглядит так:

1. При глубине промерзания до 3 метров — 0,5 — 0,75 м;
2. Если грунт промерзает на большую глубину, фундамент может закладываться на метр ниже уровня почвы.

На основной показатель влияет не один фактор. Поэтому нельзя определить конкретную глубину заложения фундамента для, например, одноэтажного дома. Впрочем, если просчитать все правильно, такое основание прослужит очень долго.

Если грунтовые воды расположены довольно близко к поверхности, нужно создать дренажную систему, которая будет их отводить. Это влечёт за собой дополнительные затраты, но без них не обойтись.

Заглубленный

Несмотря на большие затраты, такие фундаменты встречаются довольно часто. Особенно это касается слабых почв. Дело в том, что, например, на пучинистом грунте тяжелые здания можно строить только на заглубленных основаниях, поскольку другие просто разрушатся со временем.

Минимальная глубина заложения такого фундамента опускается ниже уровня промерзания грунта (как правило, сантиметров на 30 — 40). Но не только этот фактор является решающим. Так, глубина фундамента под габаритный бетонный двухэтажный дом будет большей, чем под кирпичное здание в один этаж. Также нужно учитывать и другие факторы (например, тип грунта, уровень, подземных вод).

Основания глубокого заложения, как правило, делают ленточными. Кажется, ничего удивительного, ведь ленты строят чаще всего. Но здесь есть веская причина. Дело в том, что для фундаментов глубокого заложения нужно делать выемку грунта на большую глубину. И, конечно же, проще и экономичнее выкопать траншею, чем котлован.

Многие считают, что большая глубина фундамента делает его прочным. На самом деле это не так. Например, если уровень грунтовых вод расположен довольно близко, основание спасет грамотно сконструированная система дренажа.

Плитный фундамент

Плитные фундаменты применяют при слабых грунтах, а также при высоком уровне грунтовых вод. Они представляют собой сплошную монолитную плиту, которую усиливают железобетонным каркасом. Используя плитные фундаменты, можно значительно уменьшить просадку грунта. Для его обустройства используется армированная железобетонная плита, которая укладывается на грунт на определенную глубину. При изготовлении плита армируется металлическими прутьями с диаметром от 12 до 25мм, а ее толщина находится в пределах от 30 до 100 см. Фундаментная плита может изготавливаться только в монолитном виде с использованием бетон класса В15-В25.

Перед укладкой плиты в предварительно вырытой траншее выравнивают подстилающий грунт, используя для этого малопрочный бетон класса В7.5 или песок.

Основное достоинство плитного фундамента заключается в том, что он равномерно перераспределяет нагрузки по всей площади, воспринимая при этом как горизонтальные, так и вертикальные деформации.

Плитные фундаменты рекомендуется применять на слабых грунтах, к примеру:

• Водонасыщенных песках;
• Плывунах;
• Насыпных грунтах.

На данном типе фундаментов допускается возводить 2-3 этажные здания с нагрузкой под фундаментной подошвой от 20-25 т/кв.м. В случае если возводимые дома имеют сложную форму или большую длину применяются специальные деформационные швы, которые позволяют разрезать плиту на куски требуемого размера.

Плитный фундамент отличается высокой надежностью и прочностью. Устанавливаемая в грунте плита работает как единое целое, при эксплуатации ее несущая способность остается постоянной, а в случае проседания грунта исключено возникновение каких-либо трещин. Плитный фундамент отличается высокой стоимостью, которая обусловлена повышенным расходом материалов и трудоемкостью процесса обустройства.

Материал фундаментов

Для фундаментов могут использоваться естественные и искусственные материалы. К первым относят дерево и бутовый камень, к последним – кирпич, бутобетон, бетон, железобетон. Сегодня чаще всего применяют железобетонные и бетонные виды фундаментов при строительстве жилых, промышленных и общественных зданий.

Глубина заложения

В каждом конкретном случае глубину заложения следует рассчитывать с учетом глубины промерзания почвы, ее типа, уровня грунтовых вод, а также нагрузки от здания. Выделяют заглубленные и мелкозаглубленные фундаменты. Фундаменты глубокого заложения имеют глубину больше глубины промерзания грунта.

Также фундаменты подразделяются по способу устройства (сборные и монолитные), характеру работы (жесткие и гибкие) и форме (к примеру, с поперечным сечением в виде трапеции или прямоугольника).

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:

Тонкости расчета

Для точности расчета глубины заложения ленточного фундамента требуется правильно оценить все особенности этого дела. Так как чаще всего при строительстве возводится монолитно-ленточный фундамент, то и определять стоит необходимую глубину для него. Чтобы произвести расчеты верно, требуется знать точные показатели промерзания грунта и его качество, уровень максимального подъема грунтовых вод и подвижки грунта в период весеннего оттаивания, вес постройки и срок ее использования.

Самостоятельно провести расчет глубины заложения монолитного ленточного фундамента для непрофессионала сложно, и потому следует обратиться в компанию, занимающуюся подобными работами. Правда, это приведет к дополнительным и не малым затратам. С учетом этого при расчете глубины заложения ленточного монолитного фундамента многие используют специальный калькулятор, имеющийся в доступе в интернете. В этом случае расчет будет произведен бесплатно, но быть полностью застрахованным от технической ошибки невозможно.

Правильно определенная глубина заложения ленточного монолитного фундамента – гарантия долговечности возведенной на нем постройки.

Выводы

По результатам расчета ленточного и столбчатого фундаментов, расчетное сопротивление грунта R = 18,56 т/м2.

Среднее давление под подошвой фундаментов не превышает 14,79т/м2, что меньше расчетного сопротивления грунта R = 18,59т/м2.

Начальное просадочное давление во всех слоях просадочного грунта не превышает давления на основание, в расчете приняты характеристики грунтов при полном водонасыщении.

Максимальные деформации фундаментов составляют S = 0,065м, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] Su = 0,08м.

Относительные деформации фундаментов составляют Sdel =0,0007, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] Sudel = 0,002.

Методика проверки грунта

Для того чтобы проверить состав почвы, надо возле того места, где будет строиться дом, вырыть небольшой колодец. Это делают в нескольких метрах от места заложения фундамента. Ширина колодца (его называют шурфом) должна составлять 0,8х0,8 метра, а глубина – от 2 до 2,5 метров.

На срезе почвы, предназначенной для заложения фундамента дома, можно увидеть два слоя грунта:

Схема заглубленного фундамента.

1. Растительный. Этот слой четко выделяется, потому что он имеет более темный цвет и содержит в себе растительные остатки. Его толщина может достигать 0,1-1 м, и зависит она от природных условий. Какова бы ни была толщина растительного слоя, весь его нужно снять, так как этот слой имеет разную плотность в разных местах. Если использовать его для заложения фундамента дома, высок риск деформации постройки через какое-то время («оседающие» дома).
2. Естественный или природный. От этого слоя зависит, на какую глубину закладывать фундамент. Именно на этот слой он будет опираться.

Проводить расчет глубины следует после того, когда станет известен тип естественного слоя.

Как определить глубину заложения фундамента

На начальных этапах проектирования определяется глубина заложения ленточного фундамента, его тип и обустройство. Эти данные необходимы для дальнейших расчётов ленточного фундамента по статическим и динамическим нагрузкам. Здесь учитываются такие факторы, как: глубина сезонного промерзания, статический уровень подземных грунтовых вод, класс строения, сейсмичность района, геология грунтов.

Следуя рекомендациям СП, соответствующим требованиям ГОСТ, создаются индивидуальные проекты для отдельных объектов. Знание этих положений необходимо каждому застройщику, который настраивается самостоятельно осуществлять этапы строительства от создания проекта до сдачи в эксплуатацию объекта.

Факторы, влияющие на глубину заложения фундаментов

Перед началом строительства сооружения сделайте проект на основе которого будут проводиться строительно-монтажные работы, подключение к существующим сетям коммуникаций. На основании этого документа, после оформления, сбора подписей у контролирующих организаций, выдаётся разрешение на строительство.

Важно! Не начинайте работы до получения разрешения на индивидуальное строительство.

Проектирование ленточного фундамента, определение его заглубления производится с учётом влияния следующих факторов:

1. Глубина сезонного промерзания ниже лежащих грунтов.
2. Уровень грунтовых, паводковых вод.
3. Состав и залегание грунтов, их свойства, несущая способность.
4. Класс ответственности, долговечности, капитальности сооружения.
5. Нагрузки, передающиеся на ленточный фундамент от веса здания.
6. Близко расположенные застройки.
7. Сейсмичность района.
8. Экологические и санитарные требования.
9. Экономическая целесообразность при выборе вариантов.

Глубина промерзания, методы определения

При определении глубины заложения подошвы фундамента важную роль играет правильное определение нормативной глубины промерзания для данного района строительства. Проектные организации, для облегчения расчётов, пользуются картой с нанесёнными изотермическими линиями или таблицей, в которой указаны значения нормируемой глубины промерзания для крупных городов, регионов России.

Нормативную глубину промерзания в районе строительства ленточного фундамента можно посчитать самостоятельно по эмпирической формуле (5.3 СП ) справедливой для районов с промерзанием 50 лет), степень ответственности, капитальность (ГОСТ 27751). Немалую роль в проектировании играет:

• отсутствие выше грунтов, способных нести расчётную нагрузку;
• необходимость устройства подвала для проводки коммуникаций;
• нахождение рядом крупных объектов, способных изменить расположение и свойства грунтов за время эксплуатации;
• повышенная сейсмичность.

Привязка таких зданий производится на основе глубоких инженерных расчётов с учётом правил и требований СП , с применением необходимых мер защиты фундамента от пучения, подземных и паводковых вод.

Применяемые виды защиты:

• утепление, позволяющее сохранять температуру фундамента и предотвращать обмерзание;
• дренаж на уровне основания подошвы перфорированными трубами для отвода подземных и талых вод;
• несъёмная опалубка;
• утеплённая отмостка расчётной ширины;
• утепление цоколя;
• укрепление грунтов инъекцией цементного раствора при необходимости.

Фундаменты мелкого заложения, сплошные плиты

Фундаменты мелкого заложения применяют для зданий 2 и 3 категорий когда глубина промерзания низкая и заглублять подошву настолько экономически не целесообразно. Второй вариант — глубина сезонного промерзания ниже уровня грунтовых вод.

При этом, геология грунтов на участке должна позволять по природной несущей способности возводить мелко заглублённый фундамент.

Обустройство фундамента сплошной плиты по СП 50-101-2004.

Обустройство должно предусматривать дренаж, утепление отмостки, надёжную гидроизоляцию. Иногда заранее закладывается в проект усиление нижележащих грунтов методом инъекции цементным раствором, установка свай с целью удерживания фундамента от поднятия в случае вспучивания.

Эти меры достаточно эффективные, позволяют гарантировать долговечность фундамента до 50 лет. Расчёт заложения подошвы ведётся с учётом геологии распределения пластов грунта на участке.

Ширина фундамента зависит от несущей способности грунтов на которые он опирается и толщины кирпичной или блочной стены каркаса строения, расчётной по тепло потерям для данного климатического пояса.

Плитный монолитный фундамент рекомендуется возводить в густо застроенных городах и районах, например в Москве, где ограничена возможность копать глубокие котлованы. При соблюдении технологии строительства, плитный фундамент считается надёжнее других оснований.

Расчёт проводится по положениям СП 50-101-2004, сложен для не специалиста, выгоден по экономическим затратам, срокам возведения.

Определение глубины заложения фундамента

Общая оценка грунтовых условий площадки строительства.

По инженерно-геологическому разрезу площадка имеет спокойный рельеф с абсолютными отметками 140,25-141,5 м. Грунты имеют слоистое напластование с согласным залеганием пластов. Все они могут служить естественным основанием для фундаментов зданий.

Для рассматриваемого промышленного здания при устройстве фундаментов мелкого заложения несущим слоем может быть песок мелкий средней плотности, малой степени водонасыщения (слой 1).

При использовании свайных фундаментов в качестве несущего слоя рекомендуется использовать глину, пылеватую, полутвердую (слой 5). В этом случае свая будет работать по схеме свая висячая.

При инженерно-геологических изысканиях были обнаружены подземные воды. Они залегают на отметках 135,8 – 137,0 м (глубина залегания 4,5 – 4,8 м от поверхности) и не будут существенно влиять на устройство оснований и фундаментов здания.

Таблица 1

Основные сочетание нагрузок действующие на фундаменты здания

Проектирование фундамента мелкого заложения.

Расчет и конструирование фундамента мелкого заложения под колонну крайнего ряда.

Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундаментов d должна назначаться в зависимости от конструктивных решений подземной части здания (наличия подвалов, технического подполья, подземных коммуникаций и др.), инженерно-геологических условий строительной площадки, величины и характера нагрузок на основание, а также возможного пучения грунтов при промерзании и других факторов. Глубина заложения d исчисляется от поверхности планировки основания, а в некоторых случаях (для зданий с подвалом) от поверхности пола подвала или подполья.

В пучинистых грунтах для наружных и внутренних стен глубина заложения d обычно назначается не менее расчетной глубины промерзания df. К пучинистым грунтам относятся мелкие и пылеватые пески, супеси независимо от показателя текучести, а также суглинки и глины с показателем текучести Il≥0,25.

К непучинистым грунтам относятся крупнообломочные грунты с заполнителем (песок, гравий и д.р.) до 10%, пески гравелистые, крупные и средней крупности; пески мелкие и пылеватые при Sr≤0,6, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15% по массе частиц мельче 0,05 мм. Глубина заложения фундаментов в таких грунтах не зависит от глубины промерзания в любых условиях. Минимальная глубина заложения d при этом приминается обычно не менее 0,5 м от спланированной поверхности.

Грунт, ИГЭ1-песок мелкий, средней плотности, малой степени водонасыщения, площадки строительства относится к непучинистым при промерзании, т.к. Sr = 0,43 < 0,6. Руководствуясь картой, приведенной на рис. [3], определяем нормативную глубину сезонного промерзания dfn для г. Иркутск dfn = 2,2 м, тогда расчетная глубина промерзания составит (рис. 2).

где kh = 0,7 – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый по [2, табл. 1].

Рис. 2. Схема к назначению глубины заложения подошвы фундамента:

DL – отметка планировки; FL – отметка заложения фундамента; 1 – насыпной грунт; 2 – расчетная глубина промерзания грунта; 3 – песок мелкий.

Принимаем глубину заложения фундамента d = 1,8 м по конструктивным требованиям; высота фундамента должна быть кратной 0,3 м [3].

Как определить глубину заложения фундамента

На начальных этапах проектирования определяется глубина заложения ленточного фундамента, его тип и обустройство. Эти данные необходимы для дальнейших расчётов ленточного фундамента по статическим и динамическим нагрузкам. Здесь учитываются такие факторы, как: глубина сезонного промерзания, статический уровень подземных грунтовых вод, класс строения, сейсмичность района, геология грунтов.

Следуя рекомендациям СП, соответствующим требованиям ГОСТ, создаются индивидуальные проекты для отдельных объектов. Знание этих положений необходимо каждому застройщику, который настраивается самостоятельно осуществлять этапы строительства от создания проекта до сдачи в эксплуатацию объекта.

Определяем уровень грунтовых вод

Для этого на территории, где будет стоять дом, копают канаву глубиной около 3 м. Либо, если на участке стоит колодец, благодаря ему и можно узнать уровень грунтовых вод. Наиболее точную информацию можно определить в межсезонье (весна, осень), когда уровень грунтовых вод выше всего.

Можно узнать и состав почвы. Верхний слой – плодородный, при строительстве его убирают. Его легко узнать по цвету – он более тёмный. Под верхним слоем находится основной. Он и будет несущим, на него будет оказывать нагрузку фундамент и дом.

Если после всех расчётов оказалось, что почва не выдержит массы дома, то нужно увеличить площадь фундамента, либо использовать в строительстве дома другие материалы. После каждого внесения изменений придётся ещё раз пересчитывать габариты фундамента.

Как использовать данные геологической разведки

После того как проведена геология местности – самостоятельно или нанятыми специалистами – можно приступать к определению начальных геометрических характеристик свай.

Нас интересуют тип грунта, показатель коэффициента неоднородности грунта, глубина промерзания и уровень расположения грунтовых вод. Схема расчета несущей способности буронабивной сваи для различных типов грунтов находится в приложениях СП

Глубина заложения сваи должна быть как минимум на полметра ниже глубины промерзания, чтобы предотвратить воздействие морозного пучения грунтов на опорную часть колонны. Средняя глубина промерзания в центральной полосе России 1,2 метра, значит, минимальная длина сваи должна составлять в таком случае 1,7 метра. Значение меняется для отдельно взятых регионов.

Некоторые грунты, характеризующихся как слабые, высокопучинистые и просадочные, не подходят для устройства свайных фундаментов – для них больше подходят ленточные или плитные фундаменты. Определить тип грунта, а также тип совместимого фундамента, значит исключить скорое разрушение конструкций. Показатели неоднородности грунта, указанные в таблицах вышеперечисленных нормативных документов, используются в дальнейших расчетах.

Современные технологии

Современные технологии и качество материала (железобетона) позволяют даже на проблемных почвах применять мелкозаглубленные фундаменты. Это значительно сокращает и время возведения построек, и их стоимость (основание сооружения может обойтись в 25% затрат на дом).

При соблюдении определенных правил мелкозаглубленный ленточный фундамент можно укладывать на глубине всего 50 см даже на пучинистых почвах. Обязательными условиями являются:

• использование железобетона для монолитного основания марки М200 или М300;
• в траншею, под ленту фундамента обязательно укладывают теплоизоляцию (пенополистирольные плиты) и подсыпают непучистые материалы;
• трамбуют и разравнивают дренажную подушку из песка и щебня толщиной не менее 2 см;
• боковую площадь основы гидроизолируют и утепляют (пенополистирольными плитами);
• полости засыпают любым непучинистым материалом (смесь гравия и песка, песок, щебень).

Такие технологии широко и с успехом применяют при возведении строений в США и некоторых европейских странах. Многолетний опыт подтверждает возможность существенной экономии на строительных работах при заложении фундамента.

Особенности почвы на участке

Для того чтобы блочный одноэтажный дом из газо- или пеноблоков прослужил десятилетия и не был подвержен разрушениям, стоит скрупулезно подойти к анализу грунта на участке под застройку

Для того чтобы блочный одноэтажный дом из газо- или пеноблоков прослужил десятилетия и не был подвержен разрушениям, стоит скрупулезно подойти к анализу грунта на участке под застройку. Поскольку для неосведомленного мастера почва может таить в себе различные «сюрпризы». Таковыми являются:

• Чрезмерная увлажненность грунта. В этом случае стоит сначала продумать систему отвода воды с участка и спроектировать систему дренажа, которая будет работать и в дальнейшем, уберегая выбранный для дома фундамент от разрушений.
• Сыпучесть грунта. В этом случае потребуется дополнительное укрепление фундамента или выбор в сторону комбинированного ленточного основания для дома. Поскольку непостоянство грунта может привести к перекосу дома в будущем и как следствие, его разрушению.
• Близкое расположение грунтовых вод к поверхности. Здесь при выборе типа основания необходимо учитывать риск негативного воздействия на фундамент.
• Сложный рельеф на участке. Здесь, вероятнее всего, также придется комбинировать основание либо делать его сборным, чтобы дом являл собой монолитное строение.

Важно: все эти параметры выявляются путем проведения сложного анализа в лабораторных условиях. Процедура достаточно дорогостояща, но пренебрегать ею не стоит, полагаясь на полученные ранее данные соседями. Вполне возможно, что грунт на участке соседа и участке под настоящую застройку кардинально отличаются. Поэтому лучше один раз потратиться, чем потом в действительности понять смысл поговорки «скупой платит дважды».

Для забора грунта на анализ необходимо пробурить скважину, глубина которой будет достигать 2 метров. На отметке каждые 20 см необходимо взять порции грунта и загрузить их в ёмкости с соответствующей глубине забора маркировкой. При этом подобных скважин лучше пробурить несколько по всему периметру участка, чтобы получить действительную картину относительно свойств почвы на нём.