Глубина заложения фундамента — это прогнозируемая величина, которая зависит от типа здания или сооружения, климатической зоны, местного грунта и уровня грунтовых вод. На эту цену также влияет конструкция здания (с подвалом или без), его использование (с отоплением или без), этажность и вес.
Инженерно-геологические условия учитываются при выборе несущего слоя грунта, который может служить естественным основанием для фундамента. Этот выбор основывается на оценке уплотнения и прочности почвы. Различные суперструктуры могут быть представлены тремя основными геометриями (рис. 11).
Рис. 11.Иерархическая система.
Рисунок I. Территория образована одним или несколькими слоями надежной почвы, где структурные свойства каждого последующего слоя не хуже, чем у предыдущего. В этом случае глубина заложения фундамента должна быть максимально возможной, с учетом сезонного промерзания почвы.
План II. Один или несколько слоев слабой почвы над ним и слой твердой почвы под ним. Согласно этой системе, определение глубины заложения фундамента зависит от толщины слабого слоя грунта.
- Если он не очень толстый, слабый слой грунта срезается для поддержки прочного грунтового основания (рис. 12, а).
- Используйте слабый слой в качестве опоры, чтобы сделать конструкцию менее подверженной неравномерной осадке (рис. 12, б и в) — либо расширьте слой фундамента, либо постройте фундамент с плитами.
- Использование свайных фундаментов (рис. 12, г).
- Улучшенные фундаменты — замена грунта уплотненной подушкой для восстановления слабых почв (рис. 12, e, f).
Рис. III. Верхняя часть фундамента представляет собой твердый грунт, под которым находится один или несколько слоев слабого грунта.
Принятие решений о глубине заложения и конструкции фундамента.
- Вырежьте толщину надежного и ненадежного грунта (рис. 13, a, b).
- Используйте фиксированный грунт в качестве распределительной подкладки, чтобы обеспечить контроль слабого грунта по расчетам (рис. 13c).
- Фиксация слабой подложки (рис. 13, г, д).
Климатические и гидрогеологические факторы
Основными климатическими и гидрогеологическими факторами, влияющими на глубину заложения фундамента, являются проникновение мороза и оттаивание почвы. Известно, что замерзание некоторых грунтов приводит к увеличению морозного пучения, т.е. к увеличению их объема, и поэтому грунтовые фундаменты не следует строить глубже глубины морозного пучения.
Глубину заложения фундаментов отапливаемых зданий и сооружений следует определять следующим образом, обеспечивая при этом, чтобы морозные силы не возникали ниже подошвы фундамента
- Для поверхностных оснований (от уровня выравнивания) в соответствии с таблицей 9.
- Для внутренних фундаментов, независимо от проектной глубины промерзания.
Глубина заложения для наружных фундаментов может быть определена независимо от проектной глубины промерзания.
- Фундаменты строятся на грунтах, которые по результатам специальных исследований признаны свободными от характеристик подъема.
- Деформация грунта, вызванная проникновением мороза и оттаиванием, не влияет на эксплуатацию здания.
- Для предотвращения замерзания почвы предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия.
Расчетная глубина промерзания рассчитывается по следующей формуле
где k — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений и для наружных фундаментов отапливаемых зданий (согласно таблице 10), k = 1,1, за исключением регионов с отрицательными среднегодовыми температурами. dfn.— нормальная глубина промерзания берется из таблицы или с карты.
| Характеристика здания | Коэффициент k для среднесуточной расчетной температуры воздуха в помещении рядом с фундаментом наружных стен, °C | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 10 | 15 | 20 и старше | ||
| Без подвала, с полами на земле | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
| Без подвала, с перекрытиями из балок перекрытия | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 |
| Без подвала, с полами на утепленном подвальном перекрытии | 1,0 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
| С подвалом или техническим погребом | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
Примечания:
1 Значения коэффициента k в таблице выше относятся к фундаменту, где расстояние от внешнего края стены до края фундамента (af) не превышает 0,5 м; если это расстояние 1,5 м, то коэффициент k увеличивается на 0,1, но не более чем k = 1; если расстояние af интерполируется, коэффициент k должен быть увеличен за счет интерполяции.
2 К квартирам, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подвалы, а при отсутствии подвалов — помещения первого этажа.
3 В случае промежуточных значений температуры воздуха коэффициент k округляется до ближайшего меньшего значения в соответствии с таблицей.
4. При определении значения k для зданий с нерегулярным отоплением в качестве расчетной температуры воздуха принимается среднесуточная температура воздуха с учетом продолжительности отапливаемого и неотапливаемого периодов суток.
Пример расчета глубины заложения фундамента
Найти минимально необходимую глубину заложения фундаментов наружных стен жилого дома без подвала в Нижнем Новгороде, с полами в утепленной подвальной плите: песчано-глинистый грунт с текучестью I L < 0 , подземные воды в период промерзания на глубине dw = 2,5 м от выравнивающей поверхности, расстояние фундамента от внешней плоскости стены 1 м, температура воздуха в помещении 20°C.
По таблице найдите нормативную глубину промерзания для супесчаного суглинка в Нижнем Новгороде: 1,8 м.
Затем расчетная глубина проникновения инея:
df = k×dfn. = 0,7×1,8 = 1,26 м, где k = 0,7 (согласно таблице 10)
Расстояние от проектной глубины промерзания до зимнего уровня грунтовых вод dw — df = 2,5 — 1,26 = 1,24, т.е. менее 2 м. Следовательно, грунт может быть подвержен морозному пучению, и глубина заложения фундамента не должна быть меньше проектной глубины 1,26 м (см. табл. 9).
Для уменьшения глубины следует принять специальные теплотехнические меры, чтобы избежать промерзания грунта, или применить конструкцию фундамента, не чувствительную к сезонным колебаниям грунта.
Уровень промерзания почвы — это, пожалуй, самое важное, что определяет глубину заложения фундамента. Однако две не менее важные характеристики почвы сначала определяются на месте:
Предварительные изыскания
Прежде чем приступить к планированию дома, необходимо решить, на каком участке участка вы хотите разместить дом. Если вы уже провели геологическое исследование, примите во внимание его результаты: чтобы иметь меньше проблем с фундаментом, желательно выбрать самое «сухое» место: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.
Первое, что необходимо сделать, — определить местоположение вашего дома на участке.
Затем на выбранном участке проводятся геологические исследования почвы. Для этого бурятся скважины на глубину от 10 до 40 метров: в зависимости от структуры слоев и планируемой массы здания. По меньшей мере, пять скважин бурятся в местах, где запланированы углы, и в середине.
Средняя стоимость такого исследования составляет около 1000 долларов США. Если строительство затевается масштабное, сумма не окажет существенного влияния на бюджет (средняя стоимость дома составляет от 80 до 100 000 долларов США), но может избавить вас от многих проблем. В этом случае закажите профессиональное исследование. Если вы хотите построить небольшое здание, крошечный дом, коттедж, ванную комнату, беседку или место для барбекю, вы, скорее всего, будете заниматься самообразованием.
Исследуем геологию своими руками
Вооружитесь лопатой, чтобы контролировать геологическую структуру почвы своими руками. Во всех пяти точках в углу и середине будущего здания следует выкопать глубокую яму. Размер: 1 м х 1 м, глубина не менее 2,5 м. Выровняйте стены (хотя бы относительно). Выкопав яму, возьмите рулетку и бумагу, измерьте и отметьте слои.
Чтобы исследовать грунт под фундаментом, следует выкопать аналогичную яму на глубине примерно 2,5 метра.
Что можно увидеть на поперечном разрезе:.
- В верхней части находится более темный матрас, поверхностная почва. Толщина этого слоя составляет от 10 см до 1,5 м, иногда больше. Этот слой всегда должен быть удален. Во-первых, они расслабляют, а во-вторых, в них живут различные животные/насекомые/бактерии/грибы. Поэтому сразу после разметки фундамента этот слой следует удалить первым.
- Под ним находится естественная почва. Это было до «лечения» животных и микроорганизмов. Могут присутствовать следующие области
- Темный песок (плотный, средний, с галькой). Это отличный субстрат для строительства домов. Вода быстро стекает, а основание остается постоянным. На таких территориях дом можно поставить на мелкозаглубленный фундамент (глубина заложения 50 см).
- Рыхлый песок (тонкий и пылеватый). Если грунтовые воды залегают глубоко, на них можно строить. Однако эти почвы опасны тем, что при насыщении водой они всплывают.
- Глины, глины и песчаные глины. Они ведут себя как пыльный песок. Они плавают в мокром состоянии, когда воды мало, но грузоподъемность высокая. И здесь необходимо обратить внимание на количество осадков в данном районе.
- Таита. Самая ненадежная база. Может быть построена только с использованием стоек. И это только в том случае, если нет очень глубокого слоя почвы с хорошей несущей способностью.
При попытке отличить глинистые почвы часто возникают трудности. Время от времени смотрите на них: если преобладает песок и есть вкрапления глины, нужно соотнести песок с глиной. Если преобладает глина, но есть песок, то это глина. Если глина не содержит включений, копать трудно.
Есть еще один способ убедиться в том, что вы правильно определили грунт. Для этого разрыхлите влажную почву рукой (например, между ладонями, как в детском саду) и согните ее в кастрюле. Если все измельчить — это глина низкой пластичности, если расплавить — пластичная глина, если оставить в целости — глина.
Вы можете перейти к типу отбора, указав основание, на котором производится отбор.
Глубина заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод
Все конструктивные характеристики описаны в СниП 2.02.01-83*. В целом, рекомендации можно свести к следующему
- При проектировании крупнозернистых, гравелистых, крупнозернистых песчаных грунтов со скальным гравием до инертного песка глубина заложения фундамента не зависит от расположения грунтовых вод.
- Если под подвалом находится мелкий или пылеватый песок, глубина фундамента может быть на 2 метра ниже уровня промерзания. Если вода находится выше этого уровня, фундамент следует располагать ниже уровня промерзания.
- Если под землей находится глинистая почва с глинистым, пылеватым или глинистым наполнителем, фундамент обязательно будет располагаться ниже уровня промерзания (независимо от уровня грунтовых вод).
Как видите, уровень интеграции фундамента в основном определяется наличием грунтовых вод и степенью промерзания почвы в данной местности. Мороз может вызвать проблемы с фундаментом (или изменения уровня грунтовых вод).
