Срок службы любого здания, будь то дом, гараж или баня, во многом зависит от прочности его фундамента. На прочность фундамента влияет его конструкция, в частности глубина заложения и соответствие внешним условиям. Давайте рассмотрим, как правильно определить глубину заложения фундамента, на что она влияет, а также особенности различных типов фундаментов.
Что такое глубина заложения фундамента и на что она влияет?
При строительстве сооружения важно правильно выбрать расстояние от поверхности земли до точки соприкосновения с грунтом нижней части фундамента. В строительной терминологии этот параметр называется глубиной заложения фундамента. Эта величина не является постоянной, так как зависит от многих факторов. При расчете этого параметра в первую очередь необходимо учитывать характеристики здания, такие как его архитектурный стиль и дизайн, структуру грунта, тип рельефа на участке и климатические условия.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент
От того, насколько правильно она будет рассчитана, будет зависеть качество постройки самого сооружения по следующим критериям:
Срок службы здания.
Степень проникновения влаги в помещение и влажность воздуха в помещении.
Структурная целостность стен и перекрытий.
Долговечность конструкции.
Микроклимат в помещении.
Обратите внимание: На первый взгляд может показаться, что уровень заглубления фундамента величина второстепенной важности и может быть определен приблизительно. В действительности же дом на неправильном фундаменте уже будет сильно страдать от колебаний уровня воды во время смены сезонов.
Факторы помогающие определить глубину заложения фундамента
При строительстве бетонных и железобетонных фундаментов учитываются три основных фактора.
Геологические условия.
Глубина промерзания грунта.
Особенности возводимого сооружения.
Рассмотрим каждый из этих факторов более подробно.
Геологические условия.
Уровень промерзания грунта является, пожалуй, самым важным фактором при определении глубины заложения фундамента. Однако на строительной площадке в первую очередь определяются два не менее важных свойства грунта:
Глубина залегания несущего слоя грунта.
Уровень залегания грунтовых вод.
Дренажная система
В качестве несущей прослойки признается грунт, стойкость которого равна или превышает 150 кПа. В соответствии со строительными правилами, фундамент должен быть заглублен не менее чем на 20 см в такой слой. Общая высота конструкции должна быть не менее 0,5 м. Грунтовые воды на участке могут находиться гораздо выше глубины промерзания. Однако строительные нормы и правила требуют, чтобы фундамент был заложен ниже этого значения. Поэтому фундамент дома будет находиться под водой.
Чтобы избежать негативных последствий подтопления, бетонные конструкции гидроизолируют, а по периметру размещают дренажные системы. Даже если нижняя часть фундамента, заглубленная ниже уровня промерзания, защищена от выталкивания во время сезонного пучения почвы, боковые поверхности все равно могут подвергаться пагубному воздействию этих сил.
Глубина промерзания почвы
Глубина заложения фундамента зависит от степени промерзания грунта. В основном это объясняется тем, что верхний слой почвы, на котором строится фундамент дома, часто насыщен влагой и поэтому с наступлением холодов увеличивается в объеме. Увеличение объема может достигать 10 %. В результате поверхностный слой почвы начинает расширяться, причем неравномерно. Когда фундаменты находятся под таким слоем, они подвергаются выталкивающим нагрузкам. В большинстве случаев трещины, разломы и деформации возникают как в самом фундаменте, так и в стенах дома. Чтобы избежать этого, фундамент следует закладывать ниже уровня промерзания.
Важно: Глубина промерзания грунта, определяющая уровень фундамента, во многом зависит от местных климатических особенностей и характера самой почвы. Чем холоднее климат и чем более насыщена влагой почва, тем сильнее становится этот фактор и тем ниже должна быть нижняя часть фундамента.
Особенности возводимого строения
Минимальная глубина заложения фундамента зависит от следующих параметров возводимого сооружения:
Водопроводные и газовые трубы, линии электропередач и другие подземные коммуникации.
Самостоятельные фундаменты под котлы, котельное и другое оборудование.
Тип и сила нагрузок, действующих на фундамент – вес стен, ветровые нагрузки, снеговые нагрузки и т.д.
Обратите внимание: В тех случаях, когда грунт не обладает свойствами пучения или не очень активен, а уровень грунтовых вод находится достаточно глубоко, допускается возведение фундаментов выше уровня промерзания. Например, если грунт промерзает на 2 м и не достигает водосодержащего слоя, то можно устанавливать подошву фундамента в двое выше, т.е. на глубине 1 м.
Как определить глубину заложения фундамента/Методы расчета
Согласно нормам СНиП, для правильного определения глубины заложения фундамента необходимо учитывать следующие параметры
Тип грунта.
Средняя отрицательная температура.
Технические характеристики здания.
Уровень грунтовых вод
Дfn = д0√Mt
д0 – поправочный коэффициент для типа грунта,
√Mt – квадратный корень из суммы отрицательных месячных значений температуры за год.
Суглинок и мелкий песок, (10,3 + 15,4 + 13,2 + 7,6 + 9,4 + 5,6) – сумма абсолютных значений всех среднемесячных отрицательных температур для данной территории.
Далее необходимо определить расчетное значение показателя глубины заложения фундамента в соответствии с типом самого строения по следующей формуле:
Дf = Kh x ДfnЗ
Значение Дfn уже рассчитано и равно –2,19 м,
где Kh – поправочный коэффициент, который зависит от участка и типа температуры на нем.
Например, если объект отапливается, имеет утепленный цоколь и не имеет подвала, Kh равен –0,7.
Получается: Дf = 0,7 x 2,19 = 1,53 м.
Рекомендации: На практике уровень подошвы фундамента зависит не только от уровня промерзания, но и от глубины залегания грунтовых вод и физических свойств почвы. Однако это невозможно точно определить без геологического исследования. Поэтому, если нет возможности провести такое обследование, проектное значение Дf следует принимать за минимальное.
Различия типов фундамента
В гражданском строительстве, например, для домов, гаражей и бань, используется несколько основных типов фундаментов, каждый из которых имеет следующие особенности при выборе глубины фундамента
Ленточный фундамент
Наиболее распространенный и экономически выгодный тип фундамента. В основном используется на слабых почвах и на тех типах почв, которые вообще не пучинистые. Однако он не рекомендуется для строительства на неоднородных почвах, глинистых почвах или почвах с высоким уровнем насыщения влагой.
Ленточный фундамент
Ленточные фундаменты бывают следующих типов:
Мелкозаглубленный; опускается до 50 см.
Среднезаглубленный. Уровень заглубления составляет 70-100 см.
Достаточно глубокий. Уровень заложения составляет 120-150 см.
В холодном климате значение параметра может достигать 2 м.
Столбчатый фундамент
Столбчатый фундамент
В ситуациях, когда легкие одноэтажные здания необходимо возводить на относительно устойчивом грунте, используются столбчатые фундаменты. Их конструкция основана на вертикальных столбах, установленных в местах капитальных стен по периметру здания. Столбчатые фундаменты не рекомендуются для неустойчивых грунтов, глинистых или тяжелых зданий. В этих случаях основание таких конструкций должно быть, по крайней мере, на 20-40 см ниже уровня промерзания почвы.
Плитный фундамент
Монолитные железобетонные плиты характеризуются максимальной устойчивостью и долговечностью. При небольшой глубине заложения такой фундамент имеет ширину, соответствующую размерам самого строения – дома, бани или гаража. Как правило, фундаменты в виде монолитных плит не заглубляются более чем на 0,2-0,5 м, а общая толщина не превышает 1 м. Такие фундаменты являются неотъемлемой частью здания и тем самым защищают его от сил пучения грунта. Однако возведение таких фундаментов требует значительных временных и финансовых затрат.
Плитный фундамент
Дополнение: Если уровень промерзания грунта превышает 2,5 м, вместо ленточных фундаментов следует использовать сваи или монолитные плитные фундаменты.
Заключение
Нижняя отметка заложения основания здания – важнейший строительный параметр. Его правильный расчет позволит продлить срок службы здания, обеспечить прочность стен и перекрытий, улучшить микроклимат в помещении, снизить водонасыщение конструкции и задаст общую долговечность здания.
На глубину заложения здания оказывают существенное влияние следующие факторы:
Геологические условия участка
Уровень промерзания грунта.
Конструктивные характеристики возводимого сооружения.
Для того чтобы определить глубину заложения фундамента под дом, баню, гараж и т.д. используются специальные формулы, учитывающие тип грунта, среднюю температуру, особенности строения, уровень грунтовых вод и т.д. Наиболее распространенными фундаментами в частном строительстве являются ленточный, свайный и плитный фундаменты. Каждый из них имеет свою особенную структуру и сферу применения.
