Недавно мы приобрели земельный участок для индивидуального строительства дома и планируем возводить здание с мансардным этажом. Мы тщательно изучили информацию в интернете, и наиболее подробное руководство о закладке фундамента мы нашли на этом сайте. Статьи оказались очень информативными и полезными.
Какой глубины должен быть фундамент
Глубина заложения фундамента — это ключевой параметр проектирования, который варьируется в зависимости от типа строящегося здания или сооружения, климатических условий местности, характеристик грунта на участке, а также от уровня залегания подземных вод. На эту величину также влияют такие факторы, как наличие подвала, назначение здания (с отоплением или без), число этажей и общая масса конструкции.
Фундамент, по сути, представляет собой ту величину, на которую его необходимо закопать, чтобы обеспечить необходимую стабильность и прочность конструкции, предотвращая любые деформации. Существует два основных типа фундаментов в зависимости от глубины заложения:
- фундаменты глубокого заложения;
- фундаменты мелкого заложения или незаглубленные.
Согласно строительным нормам, для того чтобы фундамент мог противостоять силам морозного пучения, его подошву необходимо заглубить на 15–20 см ниже уровня промерзания. В таком случае фундамент классифицируется как «глубокого заложения» или «заглубленный».
Если глубина промерзания превышает 2 метра, проведение земляных работ становится очень трудоемким, увеличивается расход строительных материалов, что в свою очередь значительно повышает общие затраты. В таких ситуациях разумно рассмотреть альтернативные варианты фундаментов, например, свайные или свайно-ростверковые, или же возможно заложение выше нормативной точки промерзания. Это решение допустимо только при условии наличия грунтов с хорошей несущей способностью, необходимого утепления цоколя и фундамента, а также при организации утепленной отмостки. В результате глубина заложения в таких случаях значительно уменьшается и обычно составляет менее одного метра.
В некоторых случаях фундамент может быть залит прямо на поверхности. Этот подход часто используется для хозяйственных построек, особенно если они выполнены из дерева, так как древесина может эффективно компенсировать возникающие перекосы из-за подвижки грунта.
Предварительные изыскания
Перед началом проектирования дома, первым делом вам нужно определить, где именно на участке вы хотите расположить свою постройку. Если уже произведены геологические исследования, важно учесть их результаты: чтобы минимизировать проблемы с фундаментом и снизить его стоимость, желательно выбрать наиболее «сухой» участок, где уровень грунтовых вод максимально низкий.
Следующий шаг — провести геологические исследования в выбранном вами месте. Для этого бурятся шурфы на глубину от 10 до 40 метров, что зависит от структуры грунтовых пластов и предполагаемой нагрузки на здание. Необходимо выполнить минимум пять скважин, расположив их в ключевых точках: в местах, где планируются углы здания, и в середине.
Средняя стоимость таких исследований может составлять около 1000 долларов США. Это незначительная сумма для больших строительных проектов, где общая стоимость может достигать 80–100 тысяч долларов, поскольку качественные геологические изыскания могут уберечь вас от серьёзных строительных проблем. Если же речь идет о небольшой постройке, такой как дача, баня, беседка или мангальная площадка, вы можете провести исследования самостоятельно, используя доступные методы.
Стоит отметить, что все возможные методики осушения почвы могут оказаться неэффективными, так как водоносный пласт может содержать значительное количество воды, возникающей в результате таяния льда, воздействия поверхностного снега и других факторов.
Климатические и гидрогеологические факторы
Определяющими климатическими и гидрогеологическими факторами, которые влияют на глубину заложения фундаментов, являются процессы промерзания и оттаивания грунтов. Известно, что в результате промерзания некоторых грунтов может наблюдаться явление морозного пучения, что является увеличением объема материала. Поэтому устраивать фундаменты выше уровня промерзания в подобных грунтах категорически не рекомендуется.
Глубина заложения фундаментов для отапливаемых зданий и сооружений должна определяться с учетом предотвращения возникновения сил морозного пучения под подошвой конструкций. Это следует делать по следующим правилам:
- для наружных фундаментов (от уровня планировки) следует ориентироваться на таблицу 9;
- для внутренних фундаментов это правило не обязательно, глубина может рассчитываться независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.
Глубину заложения наружных фундаментов также можно назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если соблюдаются следующие условия:
- фундаменты располагаются на грунтах, для которых специальными исследованиями установлено отсутствие пучинистых свойств;
- деформация основания при промерзании и оттаивании не будет оказывать негативного влияния на эксплуатацию здания;
- предусмотрены специальные теплотехнические решения, предотвращающие промерзание грунтов.
Чтобы вычислить расчетную глубину промерзания, можно воспользоваться формулой:
где k — коэффициент, учитывающий тепловой режим сооружения, который принимается из таблицы 10 для наружных фундаментов отапливаемых зданий; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых конструкций k = 1,1, за исключением районов с отрицательной среднегодовой температурой; dfn — нормативная глубина промерзания, которую определяют по таблицам или специальным картам.
| Особенности сооружения | Коэффициент k при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам наружных стен, °С | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 5 | 10 | 15 | 20 и более | |
| Без подвала, с полами на грунте | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
| Без подвала, с полами на лагах по грунту | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 |
| Без подвала, с полами по утепленному цокольному перекрытию | 1,0 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
| С подвалом или техническим подпольем | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
Примечания:
1. Приведённые в таблице значения коэффициента k относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента (af) не превышает 0,5 м; если это расстояние составляет 1,5 м, значения коэффициента k увеличивают на 0,1, но не превышают значение k = 1; при промежуточных расстояниях af значения коэффициента k определяют линейной интерполяцией.
2. К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а в их отсутствие — помещения первого этажа.
3. При промежуточных температурах воздуха коэффициент k определяется с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.
4. Для зданий с нерегулярным отоплением расчетной температурой воздуха принимается её среднесуточное значение с учетом длины отапливаемого и неотапливаемого периодов.
Пример расчета глубины заложения фундамента
Рассмотрим ситуацию, когда нужно найти минимально необходимую глубину заложения подошвы фундаментов наружных стен жилого здания без подвала, размещенного в Нижнем Новгороде, с полами на утепленном цокольном перекрытии. В этом случае грунт представляет собой супесь с текучестью I L < 0, подземные воды в период промерзания находятся на глубине dw = 2,5 м от уровня планировки, а вынос фундамента от наружной плоскости стены составляет 1 м, температура в помещении — 20°С.
По таблице определим нормативную глубину промерзания для супеси в Нижнем Новгороде, которая составляет 1,8 м.
Следовательно, расчетная глубина промерзания будет следующей:
df = k×dfn = 0,7×1,8 = 1,26 м, где коэффициент k = 0,7 (по таблице 10).
Расстояние от расчетной глубины промерзания до уровня грунтовых вод зимой составит dw — df = 2,5 — 1,26 = 1,24 м, что меньше 2 м. Это означает, что грунт будет подвержен морозному пучению, и глубина заложения фундамента должна составлять не менее расчетной величины — 1,26 м (см. таблицу 9).
Если вы хотите уменьшить глубину заложения, то необходимо разработать специальные теплотехнические мероприятия для предотвращения промерзания грунта или выбрать конструкцию фундамента, не восприимчивую к сезонным колебаниям грунта.
В случаях, когда необходимо построить лёгкое одноэтажное здание на сравнительно стабильном грунте, разумно использовать столбчатый фундамент. Этот тип фундамента включает вертикальные колонны, которые располагаются по периметру здания и в местах расположения капитальных стен.
Глубина заложения в зависимости от типа фундамента
Ленточный фундамент
Ленточный фундамент представляет собой сплошную конструкцию, закладываемую по всему периметру строения. В процессе его заложения важно учитывать толщину как внутренних, так и внешних стен.
Фундамент ленточного типа обычно имеет форму трапеции или прямоугольника, иногда могут встречаться ступенчатые или каменные фундаменты с расширенной нижней частью.
Ленточные фундаменты делятся на сборные и монолитные. Монолитные конструкции более надежны, имеют продолжительный срок службы и подходят для зданий любой конфигурации и формы.
Сборный бетонный фундамент быстрее монтируется, но стоит он дороже. К недостаткам сборных конструкций стоит отнести возможную недостаточную герметичность стыков плит, что может привести к негативным последствиям, связанным с попаданием воды в структуру.
Существуют также ленточные фундаменты, выполненные из кирпича или бутового камня. Кирпичный вариант сложнее в производстве и обладает заметно меньшими прочностными характеристиками. Бутовые конструкции более прочные, однако их укладка затруднена из-за необходимости подбора одинаковых камней.
Ленточные фундаменты принято закладывать ниже уровня промерзания на 20 см, но не более чем на 50–70 см от уровня планировки.
Свайный фундамент
Свайные фундаменты пользуются популярностью благодаря своей прочности и устойчивости к деформациям. Обычно для их производства используются тяжелые бетонные сваи. Выбор типа свай зависит от характеристик грунта на участке.
Свайный фундамент закладывается на глубину от 100 см и более. Определение глубины заложения также зависит от свойств грунта и условий его функционирования.
Сборный фундамент
Сборный, или блочный, фундамент обычно применяется для мелких частных домов. Чаще всего такие конструкции используются в зданиях с цокольным этажом и подвалом.
Сборные фундаменты чаще всего закладывают на песчаных почвах. Укладка такого типа фундаментов на глине или суглинке не рекомендуется. Глубина заложения блочного фундамента обычно варьируется от 1 до 2 блоков.
Столбчатый фундамент
Столбчатые фундаменты применяются для легких конструкций, в том числе зданий со стенами, выполненными из каркасно-щитовых материалов или дерева.
Столбы могут быть изготовлены из различных материалов: бетона, кирпича, камня и даже дерева, при этом они имеют длительный срок службы. Процесс их установки сравнительно прост и экономичен по сравнению с другими типами фундаментов.
Такой тип фундамента лучше всего использовать в регионах с сильно промерзающими грунтами. Однако стоит отметить, что к недостаткам столбчатых фундаментов относиться их нестабильность, так как они очень зависят от свойств и состояния оснований, на которых размещаются. Глубина заложения столбчатого фундамента должна превышать уровень промерзания на 10–25 см.
Плитный фундамент
Плитные или сплошные фундаменты рекомендуется закладывать на участках с высоким уровнем грунтовых вод. Иногда такие конструкции применяются и на песчаных подушках или грунтах, склонных к вспучиванию. Сплошные фундаменты формируются из монолитных железобетонных плит.
Сплошные конструкции устойчивы как к горизонтальным, так и вертикальным движениям грунта. Установка плитного фундамента не вызывает значительных сложностей, но процесс требует высоких затрат на материалы.
Глубина заложения плитного фундамента составляет 40–50 см.
Комментарии
У меня возник вопрос: какой арматурой лучше армировать железобетонный фундамент? Что считается оптимальным сечением (диаметром) арматуры? И каким образом укладывать: поперек или вдоль, или следует сделать сетку из арматуры по всему периметру фундамента для частного дома?
Как я узнал, арматурные прутья могут иметь диаметр от 7 до 24 мм. Это следует учитывать: чем больше нагрузка на фундамент, тем прочнее должна быть арматура, соответственно это также влияет на выбор. В большинстве случаев более надежным является укладывание арматуры вдоль, а идеальным вариантом будет формирование каркаса из арматуры, что обеспечит более равномерное распределение нагрузки.
