Фундамент выше глубины промерзания

Обновлено: 01.05.2024

Привет.
Ситуация: нужно поставить фундаменты ангара. Грунтовые воды на расстоянии 1 м от поверхности. Глубина промерзания 1,5 м. Подскажите пожалуйста, как в таких случаях нужно устраивать фундаменты. Можно ли Делать подошву в воде. Или сделать гравийную подушку и подошву расположить ниже земли, например, на 0,5 м.

а вообще допускается устраивать фундамент в воде которая будет замерзать. если подошва ниже промерзания?

Всем привет. Тоже интересует вопрос по данной теме. Какие решения есть при высоком УГВ? В моем случае вода на 0,8м., а глубина промерзания 1,5.

сваи с ростверком выше УГВ с мероприятиями против пучения. Ну и бетон применяемый соответствующий с гидроизоляцией.

Инженер-проектировщик КМ, КЖ

Не важно, выше глубины промерзания или нет, если не заглубляете подошву ниже глубины промерзания, необходимо предусмотреть мероприятия по снижению морозного пучения.
А по УГВ - класс бетона по W, гидроизоляция (все это в зависимости от агрессивности ГВ)

__________________
"Не будь теории упругости, сопромат напоминал бы удручающий свод прочностных нормативов"

Не важно, выше глубины промерзания или нет, если не заглубляете подошву ниже глубины промерзания, необходимо предусмотреть мероприятия по снижению морозного пучения.

это для глинистых грунтов с влажностью можно устранить. а тут немного другой случай. стоит вода. у нее даже есть какой-то коэффициент фильтрации. заменили мы на пгс грунт. но вода осталась и при замерзании она увеличится в объеме.
дренаж делать тоже не всегда возможно. не везде ливневая канализация есть. а если делать колодец, то за ним нужно следить. а если его нужно эксплуатировать, то это уже не вариант

Вам и говорят "заглубляйте фундаменты ниже глубины промерзания", тогда вода под подошвой не замерзнет.

Вам и говорят "заглубляйте фундаменты ниже глубины промерзания", тогда вода под подошвой не замерзнет

тогда возможна ситуация, когда снаружи утепленного цоколя лед, а внутри здания - нет льда. будет давить
и если все-таки заглубляться, то как определить какая глубина промерзания у воды?

Инженер-проектировщик КМ, КЖ

Что имеется в виду под "с влажностью можно устранить"? Что именно можно устранить? пучинистые свойства? Какой у вас грунт под подошвой?

Какой-то, наверное, есть опять не понял о чем вы. Сколько-то - это сколько? Слово "даже" не применимо, т.к. kf есть абсолютно у любого грунта, даже водоупора. Само же явление фильтрации - это движение воды в порах грунта при полном водонасыщении. Причем если вы намекаете, что у вас не глинистый грунт, то kf у песка, гравия, галечника и т.п. гораздо выше, чем у глинистых (что логично). Так, водопроницаемым грунтом считают 0,3-3 м/сут, все, что ниже не- или слабоводопроницаемый, а все, что больше - сильно или оченьсильноводопроницаемый.
Т.е. под действием весом нагруженного фундамента будет происходить медленная консолидация (за счет выдавливания водички из пор). Скорость этой консолидации зависит от типа грунта. Чтобы предметно говорить, можете попробовать выложить разрез, а то гадание на кофейной гуще получается.

Грунты делятся по морозному пучению на несколько классов, поэтому вариант подушки (замены, пригруза, устройство вертикальных или ленточных дрен и т.д.) - это всего-навсего мера, направленная на снижение сил морозного пучения и их воздействия на ваш фундамент.

Если, как вы оговорились, у вас отапливаемое здание, то для вашего случая по СП22 глубина заложения должна быть не менее df (если только у вас не "Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности").
Подчеркиваю - вышесказанное относится только для наружних фундаментов, внутренние можете заглублять как велит сердце
К тому же учтите это

6.8.6 Расчет устойчивости фундаментов на воздействие касательных сил морозного пучения, действующих вдоль боковой поверхности фундаментов, должен выполняться при заложении подошвы фундаментов ниже расчетной глубины промерзания пучинистых грунтов.

Но тут опять-таки все упирается в то, что вы не сознаетесь, какой у вас грунт под подошвой, какой подстилающий и т.д.

Вот те раз, у вас фундамент на воде что-ли?

Вот вам для понимания

6.8.1 Основания, сложенные пучинистыми грунтами, должны проектироваться с учетом способности таких грунтов при сезонном или многолетнем промерзании увеличиваться в объеме, что сопровождается подъемом поверхности грунта и развитием сил морозного пучения, действующих на фундаменты и другие конструкции сооружений. При последующем оттаивании пучинистого грунта происходит его осадка.

__________________
"Не будь теории упругости, сопромат напоминал бы удручающий свод прочностных нормативов"

Здравствуйте!
Помогите плиз, очень срочно.
Дано-загородный брусовой дом 8х9м, брус 150х200, мансардный этаж,высота этажа 2,6м. Грунт-суглинок Н=1-1,5м, УГВ=2м. К дому пристроена открытая терраса 3х4м. Крыша двускатная по деревяным стропилам, захватывающая террасу.
Вопрос №1-конструкция фундамента (мелкозаглубленный или ниже глубины промерзания),рисунок с размерами приветствуется?
Вопрос №2-если под террасу поставить фундаментыне блоки, а под дом ,например, ленточный фундамент, возможен ли разрыв кровли в месте их стыка?

PS..очень много информации о фундаментах на пучинистах грунтах, а где истина. поделитесь опытом

по 1) Как-то вот так на вскидку сложно сказать, что лучше. Степень пучинистости грунта, возможность колебаний УГВ?
Как вариант можно рассмотреть фундаменты столчатые на глубину промерзания (столбы по углам и в серединах сторон). В любом случае, размеры подошвы определяются расчетом по деформациям.
по 2) Терассу, конечно, желательно отрезать. Ну а если нет - опять же расчет, смотреть осадки.

P.S. Истина - в вине

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

P.S. Истина - в вине

здесь как раз говориться о мелкозаглубленном фундаменте, а если обратиться в частные фирмочки, "знающие свое дело", то часто встречаются варианты с глубиной ниже промерзания.
Так все-таки по практике, цена-качество, какие?

Нельзя ли получить более подробные характеристики грунта до 1.5м и ниже. Нормативная глубина промерзания?

Прежде всего, вы ознакомились с обсуждениями подобных вашему вопросов на этом форуме? Поиск пользовали?
Решение в любом случае за вами, а при таком минимуме информации советовать что-то бессмысленно.
ИМХО - лично я бы сделал ленточный или прерывистый нормально заглубленный фундамент- это если строить для себя. Тема пучинистых грунтов на самом деле тёмная, поэтому стоит подумать о надежности.

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

говорю как на духу, по схожим темам здесь пробежалась мельком
геологическимми данными не распологаю,знаю что суглинок на глубине 1-1,5, дом строится для себя, через фирму, они предлагают след. конструкцию

ps.. извиняюсь за кривой рисунок

1) Конструкция имеет право на жизнь. Однако величина нагрузок на фундамент - для нас вопрос, поэтому насколько достаточно ширины подошвы 400 трудно сказать.
2) Данных по геологии у вас нет, а то, что грунты пучинистые, известно. Если грунты непучинистые, глубина заложения не зависит от глубины промерзания.

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

Геотехника. Теория и практика

На момент обследования грунтов (изысканий как таковых здесь не было) уровень грунтовой воды находился на глубине 2 м, но в предзимний период (а расчетные праметры грунта принимаются именно на этот период) уровень может быть и выше, выше может быть и влажность грунта, раположенного непосредственно под подошвой от замачивания атмосферными водами. Год на год не приходится, да и загородный дом зимой может не отапливаться и тогда промерзание возможно на всю нормативную глубину.
Поэтому, если строить надолго, то необходимо учитывать сочетание наиболее неблагоприятных условий.
Толщину подушки из непучинистого грунта, лучше всего песка крупнозернистого или гравелистого увеличить до 60 см. Это не только снизит деформации пучения, но и позволит уменьшить давление по низу песчаной подушки при оттаивании грунта. Затраты на увеличение на 30 см толщины подушки не столь велики в сравнении с общими затратами, но надежность при этом несомненно выиграет - это к вопросу о соотношении цена/качество.
Предлагают выполнить ж/б фундамент. Если это монолитный перекрестный ленточный, то как дополнительное конструктивное мероприятие, снижающее неравномерные деформации подъема при пучении и осадке при оттаивании вполне логичное. Если и будет строение (в данном случае достаточно гибкой конструктивной схемы) "гулять" в пределах предельных абсолютных величин перемещений, то это вполне допустимо. Для зданий с деревянным каркасом на ленточных фундаментах в соотвествии с "Рекомендациями по проектированию малозаглубленных ф-тов на пучинистых грунтах" предельная величина подъема составляет 5,0 см (для зданий с более жесткой конструктивной схемой, например, кирпичных с армированной кладкой или ж/б монолитными поясами она составляет 3,5 см). Но террасу необходимо предусмотреть на отдельном фундаменте, не связанным с основным.

Спасибо AMS.
А если как вариант свайный с ростверком, шаг свай допустим 2м, высотой 2м, а сам ростверк сделать незаглубленным , на поверности грунта.
И по поводу террасы.Какой предпочтительно фундамент под нее сделать, тк я выше писала, что крыша общая.

Геотехника. Теория и практика

Свайный (забивные или набивные) как вариант не исключается, но для относительно легкого деревянного здания он не конкурентоспособен по сравнению с фундаментом на песчаной подушке. Излишний "запас" по надежности, достигнутый за счет существенного увеличения стоимости не вполне оправдан. В себестоимости забивки двух-трех десятков свай значительную долю займут транспортные услуги на доставку свай и сваебойки. Если предусмотреть сваи набивные из бетона или из непучинистого грунта (есть и такой вариант), то опять же насколько целесообразно экономически нанимать буровые установки . Да и грунтовые воды в скважине могут привести не только к техническим проблемам при их устройстве, но и к снижению качества и надежности фундамента.
Увеличить толщину песчаной подушки, увеличить свес с крыши для отвода дождевых вод от фундамента, выполнить пошире асфальтобетонную отмостку + монолитный перекрестный ленточный фундамент - вполне выполнимые и эффективные конструктивные мероприятия, предусматриваемые при строительстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах.
То, что касается крыши. Конструктивно узлы сопряжения могут быть выполнены так, что крыша (сток) будет "общей", но при этом в узлах не будут возникать усилия от неравномерных деформаций (шарнирные, консольные, швы скольжения и т.д)

Я посчитала расчетную глубину промерзания , получилось 1,07м.
Решила остановиться на ленточном фундаменте высотой 1м с песчаной подушкой в 0,5м.
На счет террасы-столбчатый блочный фундамент.Шарнирный узел в кровле.

Отдельное спасибо AMS и Клименко Ярославу за помощь.

Привет. На сколько ниже глубины промерзания грунта должен залегать низ монолитной фундаментной плиты? Подскажите с ответом и где прочесть?

Зависит от грунтов.
Например если грунт пески, и вода от подошвы на 2 метра и ниже, то глубина заложения от глубины промерзания не зависит.
Подробнее в СНиПе или СП "Основания зданий и сооружений"

Здравствуйте! Буду очень-очень благодарна за совет.
У меня очень похожая проблема с bibiko. Очень интересует на сколько заглублять фундамент под 2-хэтажный дом из керамзитобетонных блоков в подмосковье. Грунты среднепучинистые. Т.к. нормативная глубина промерзания грунта 1,5м, то для отапливаемого здания по СНиП "Основания и фундаменты" расчетная глубина промерзания 1,5х0,6=0,9м. Согласно ему же, для 2-хэтажного частного дома на пучинистых грунтах допускается делать малозаглубленные фундаменты. А в "Руководстве по проектированию фундаментов на пучинистых грунтах" написано, что под глубиной заложения фундаментов подразумевается расстояние, измеряемое по вертикали, считая от дневной поверхности грунта с учетом подсыпки или срезки до подошвы фундамента, а при наличии специальной подготовки из песка, щебня или тощего бетона - до низа слоя подготовки.На основании чего в пособии "Не зарывайте фундаменты в глубь" В.С.Сажина, утверждается что достаточно заглубить ж/бфундамент на 0,3-0,4м, а остальное (до глубины промерзания) добрать песком.
И так, что делать:
1) 0,3-0,4м ж/б лента (высота)+ песок до глубины 1,5м от планировки;
2) 0,3-0,4м ж/б лента (высота)+ песок до глубины 0,9м от планировки;
3) 1,5м высотой ж/б фундамент;
4) 0,9м высотой ж/б фундамент;
или вообще как-то подругому.

Монолитный ж.б. ленточный фундамент на глубину промерзания (1,5 метра)
И никаких засыпок песком под подошвой.
Только бетонная подготовка 100мм из бетона В10 прямо по вырытому грунту и дальше сам фундамент.
Уплотнить песок как следует на высоту 1 метр при строительстве хозспособом очень проблематично, обязательно будут просадки песка под частью фундамента.
Если боитесь пучения из за смерзания грунта с боковой поверхностью ленты - сделайте обратную засыпку песком.

Если трещины в стенах из керамзитобетонных блоков вас не смущают - можете делать фундамент любым из описанных вами способом.

Одним из главных условий определения глубины заложения фундаментов на пучинистом грунте является глубина его промерзания. В нашей стране сезонное промерзание грунта может достигать глубины 2,5 метра и более. В зданиях без подвалов стоимость фундаментов такой высоты неоправданно велика, поэтому у многих людей возникают вопросы: можно ли устанавливать фундамент выше глубины промерзания и можно ли уменьшить глубину промерзания грунта?

На эти вопросы есть ответы. Да, можно устанавливать фундаменты на промерзающем грунте. Это фундаменты в виде монолитных армированных плит или армированные ленточные фундаменты на глубоком подстилающем слое из непучинистого грунта. В данном разделе мы не будем их рассматривать, это отдельная большая тема. На глубину промерзания грунта тоже можно оказывать воздействие. Вот об этом и будет эта статья.

Краткое содержание статьи

Воздействие на грунт температуры воздуха

Весь процесс будем рассматривать в шкале Цельсия приняв за точку отсчета 0°С.

Представим, что на грунте лежит стальной шарик с температурой равной температуре окружающего воздуха. Температуру, которую шарик будет распространять на грунт изобразим в виде векторов (рис. 16).

Рис.16. Температурное воздействие на грунт

Таким образом в течении зимы шарик будет распространять на грунт отрицательную температуру и замораживать грунт вокруг себя по полусфере в масштабе повторяющей контур шарика. Чем больше будет зимой холодных дней, тем дальше в грунт будет распространяться замороженная полусфера. Поскольку зима не вечна, то однажды полусфера достигнет своего максимума и больше увеличиваться не будет. Максимальная глубина, при которой грунт из пластичного превращается в твердый называется глубиной промерзания грунта.

Весной шарик нагревается и начинает расплавлять под собой замороженный грунт. То есть происходит тот же самый процесс, что и при замораживании, только вектор температуры меняет свой знак с минуса на плюс. Если теплых дней будет мало, то грунт не успеет растаять на всю глубину, на которую он промерз. Такой грунт называется вечномерзлым. Сейчас мы его рассматривать не будем. Далее нас интересует только тот грунт, который в летние дни полностью прогревается.

Мы рассмотрели процесс замерзания грунта от действия одного шарика, на самом деле на грунте лежат миллиарды таких условных шариков и воздействуют на него образуя под собой промороженное или оттаявшее поле. Если на это поле разместить, какое-либо строительное сооружение, то оно вызовет в нем аномалию (рис. 17). Возмущение промороженного поля грунта будет различным и зависеть от теплового режима, размещаемого на нем объекта. При размещении неотапливаемого здания грунт под зданием будет промерзать на меньшую глубину, так как температура в здании будет все-таки выше, чем в чистом поле. Если здание будет отапливаемым, то грунт под ним совсем не промерзнет или промерзнет незначительно поскольку будет подогреваться зданием. Поэтому тепловой режим здания учитывается нормативными документами (табл.10) и влияет на глубину заложения фундаментов.

рис. 17-1. Промерзание грунта от воздействия отрицательных температур рис. 17-2. Промерзание грунта при расположении на нем неотапливаемого сооружения рис. 17-3. Промерзание грунта при расположении на нем отапливаемого сооружения

Уменьшение отрицательного воздействия промёрзшего грунта

Строительные правила (СП 22.13330.2011) дают определение глубины промерзания «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.»

В этом определении важна каждая фраза:

«средняя из ежегодных», то есть глубина промерзания может быть больше указанной величины или меньше ее;
«открытая, оголенная от снега площадка» говорит о том, что под снегом глубина промерзания грунта будет меньше (чем толще снег, тем меньше промерзание);
«при подземных водах ниже глубины промерзания», то есть исследуется сухой грунт, если он будет влажным глубина промерзания увеличится.

В строительных правилах нет, но всем известно, что укатанный грунт вследствие уплотнения становится более теплопроводным и промерзает глубже.

Таким образом исходя только из определения Строительных Правил видим несколько путей уменьшения глубины промерзания. Площадка вокруг строительного сооружения должна быть под снегом, не уплотнена и не увлажнена. В идеале это должно быть перепаханное поле и тогда грунт на нем точно не промерзнет до нормативной глубины даже в самую суровую зиму. Но в реальности все выглядит несколько иначе. К дому походят подъездные дороги, снег с которых по возможности убирают, а осенняя дождевая вода с крыши отводится недалеко от дома.

Наибольшую опасность для фундамента представляют температурные векторы, расположенные в полосе вокруг здания шириной равной глубине промерзания грунта. Если их убрать или каким-то образом уменьшить, то фундамент можно установить выше глубины промерзания грунта (рис.18).

рис. 18. Принципиальная схема уменьшения глубины промерзания

Уменьшить негативные воздействия от замораживания грунта можно как минимум двумя способами:

изменением физико-механических свойств грунта;
теплоизолированием грунта.

Это наиболее простые способы, доступные самодеятельному застройщику.

Изменение физико-механических свойств грунта

Из предыдущих страниц данной темы сайта нам известно, что разные грунты имеют различные свойства. Одни из них при замораживании не изменяют своей структуры, другие увеличиваются в объеме и выталкивают фундамент ломая его в различных плоскостях. Назовем такие грунты восприимчивыми к морозу и невосприимчивыми.

Рис.20. Воспримчивые и невоспримчивые к морозу грунты

Грунты, невосприимчивые к морозу состоят из обломков скальных пород (крупнозернистые пески, гравийные и галечниковые грунты). Ими и нужно заменить пучинистые грунты по периметру здания, целиком или перемешиванием со старым грунтом, вынутым при разработке котлована под фундамент. Для уменьшения влияния атмосферной воды на свойства грунтов её отводят от фундамента. Делают это двумя способами. Поверхностную дождевую и талую воду отводят устройством отмосток вокруг здания с уклоны от 5 до 10%. Воду можно отвести по рельефу местности или в специальную дренажную канаву, засыпанную крупнозернистым грунтом с верхним слоем, оформленным в виде красивых дорожек. В районах строительства с высоким снегом и частыми дождями воду, просачивающуюся к фундаменту, отводят от фундамента посредством подземного дренажа. Перфорированные трубы укладывают вокруг здания в слой крупнозернистого дренирующего грунта, накрывают геотекстилем во избежание заиливания труб и засыпают дренирующим мелкообломочным грунтом. Далее трубами отводят воду от фундамента по уклону местности либо сбрасывают воду в закопанные на отдалении дренирующие колодцы из бочек, засыпанных камнями. Грунт вокруг фундамента не будет удерживать в себе воду, а значит и не будет пучится при морозе (рис. 19).

Рис.20. Схемы отвода воды от фундамента

Подсос грунтовой воды в тело фундаментов и стяжек подвала прерывают устройством обмазочных и оклеечных гидроизоляций, а также устройством подсыпок из мелкообломочных дренирующих грунтов. Такая подсыпка из-за относительно больших расстояний (по молекулярным меркам) между частицами не может удержать в себе воду и уж тем более не может подсосать ее верх и смочить подошву фундамента. Капиллярный подсос так же можно прекратить и расстиланием под фундаментом полиэтиленовой пленки (рис. 21).

Рис.21. Отсекание капилярного подсоса

Теплоизоляция грунта

Если замещение и осушение грунтов вокруг дома предусматривает большой объем земляных работ при котором мы влияем на теплопроводность грунта простой заменой одного типа грунта на другой, то теплоизоляция грунта предполагает оставить прежний грунт с уменьшением его теплопроводности. Делается это установкой теплоизоляции. Я уже не однократно говорил на других страницах сайта и повторю вновь, что распространённый термин «утеплитель» применяется неправильно. Правильное название материала — теплоизоляция. Это перегородка между двумя материалами прерывающая поток тепла. Теплоизоляция сохраняет тепло если укрываемый ей материал был теплый или сохраняет холод, если изначально материал был холодный.

рис. 22. Утепленная отмостка

Укладка полосы теплоизоляции по периметру здания шириной равной глубине промерзания ослабит поток отрицательных температур, проникающих в толщу грунта и он промерзнет на меньшую глубину. На такой грунт можно будет установить фундамент меньшей высоты (рис.22). Конструктивно теплоизоляция грунта совмещают с устройством отмостки и называют утепленной отмосткой. Для того, чтобы мороз не прошел к подошве фундамента через его тело, мостик холода прерывают теплоизоляцией цоколя фундамента (рис. 23).

рис. 23. Теплоизоляция цоколя

Если вы встретите чертежи, показывающие теплоизоляцию по внешней вертикальной стене фундамента, то это утепляется подвальное помещение, а не грунт. Такая теплоизоляция удерживает тепло в подвале, при этом грунт теплом дома не прогревается, и глубина его промерзания не изменяется. То есть теплоизоляция стен фундамента не имеет ничего общего с теплоизоляцией грунта. Это разные конструктивные решения решающие разные задачи.

Укладка полосы теплоизоляции вокруг дома может быть сделана по уровню подошвы фундамента и совмещена с теплоизоляцией подвала (рис. 24). В этом случае решаются одновременно две задачи: утепление подвала и тепловое изолирование грунта. Полоса теплоизоляции здесь будет уже чем на поверхности грунта и зависеть от глубины погружения фундамента.

Рис.24. Утепление подвала и грунта

Утепленную отмостку лучше применять для зданий без подвала, а заглубленную теплоизоляцию для зданий с подвалом.

Выбирая тип и глубину заложения фундамента, нужно придерживаться следующих общих правил:

подошвы фундаментов желательно закладывать на одной и той же глубине;
минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности территории. Исключение составляют скальные породы, при наличии которых обычно снимается верхний, сильно выветренный слой;
глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 0,1–0,2 м от его верха;
при возможности следует закладывать фундамент выше уровня подземных вод. При этом не требуется водоотлива, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, работы могут быть выполнены в кратчайший срок. В противном случае требуются шпунтовое крепление стен котлована, водоотлив, которые резко увеличивают стоимость земляных работ;
при слоистом напластовании грунтов все фундаменты рекомендуется возводить на одном слое грунта или на грунтах с близкой сжимаемостью. Если это невыполнимо, то конструкцию фундаментов выбирают из условия допустимости неравномерности осадок.

Краткое содержание статьи

Инженерно-геологические факторы

Учет инженерно-геологических условий заключается в выборе несущего слоя грунта, который может служить естественным основанием для фундаментов. Этот выбор производится на основе оценки сжимаемости и прочности грунтов. Все многообразие напластований можно представить в виде трех основных схем (рис. 11).

Рис. 11. Схемы напластования грунтов

Схема I. Площадка сложена одним или несколькими слоями надежных грунтов, при этом строительные свойства каждого последующего слоя не хуже свойств предыдущего.
В этом случае глубина заложения фундамента принимается минимальнодопустимой при учете сезонного промерзания грунтов.

Схема II. Сверху один или несколько слоев слабых грунтов, ниже которых располагается толща надежных грунтов. По этой схеме решение о глубине заложения фундаментов зависит от толщины слоя слабых грунтов.

При небольшой его толще прорезать слабые слои и опирать фундаменты на надежные грунты (рис. 12, а).
Использовать слабый слой в качестве несущего с одновременным снижением чувствительности сооружения к возможному развитию неравномерных осадок (рис. 12, б, в) — уширить подушку фундамента или сделать плитный фундамент.
Применить свайные фундаменты (рис.12, г)
Улучшить основание — заменить грунт подушками уплотнения, закрепить слабый грунт (рис. 12, д, е).

Схема III. Сверху залегают надежные грунты, а подстилающими являются один или несколько слоев слабого грунта.

Решения по выбору глубины заложения и конструкции фундамента.

Прорезать толщу надежных и ненадежных грунтов (рис. 13, а, б).
Использовать надежный грунт, как распределительную подушку при обязательной проверке расчетом слабого подстилающего слоя (рис. 13, в).
закрепление слабого грунта (рис.13, г,д).

Климатические и гидрогеологические факторы

Основными климатическими и гидрогеологическими факторами, влияющими на глубину заложения фундаментов, являются промерзание и оттаивание грунтов. Известно, что при промерзании некоторых грунтов наблюдается их морозное пучение — увеличение объема, поэтому в таких грунтах нельзя закладывать фундаменты выше глубины промерзания.

Глубина заложения фундаментов отапливаемых зданий и сооружений по условиям недопущения возникновения сил морозного пучения грунтов под подошвой фундаментов должна назначаться:

для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 9;
для внутренних фундаментов — независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:

фундаменты опираются на грунты для которых специальными исследованиями установлено, что они не имеют пучинисгых свойств;
деформации основания при промерзании и оттаивании не оказывают влияния на эксплуатацию сооружения;
предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов.

Расчетная глубина промерзания вычисляется по формуле:

в которой k — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 10; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений k = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой; d_fn — нормативная глубина промерзания принимается по таблице или по карте.

Коэффициент k влияния теплового режима сооружения на промерзание грунтов около фундаментов наружных стен

Особенности сооружения	Коэффициент k при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам наружных стен, °С
Особенности сооружения	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 Приведенные в таблице значения коэффициента k относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента (a_f) не более 0,5 м; если это расстояние 1,5 м, значения коэффициента k повышают на 0,1, но не более чем до значения k = 1; при промежуточном значении a_f значения коэффициента k определяют интерполяцией.

2 К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии — помещения первого этажа.

3 При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент k принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

4. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении k за расчетную температуру воздуха принимают ее
среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов суток.

Пример расчета глубины заложения фундамента

Найти минимально необходимую глубину заложения подошвы фундаментов наружных стен жилого здания без подвала в Нижнем Новгороде, с полами по утепленному цокольному перекрытию : грунт — супесь с текучестью I _L < 0 , подземные воды в период промерзания на глубине d_w = 2,5 м от поверхности планировки, вынос фундамента от наружной плоскости стены 1 м, температура воздуха в помещении 20°С.

По таблице найдем для супеси в Нижнем Новгороде нормативную глубину промерзания: 1,8 м.

Тогда расчетная глубина промерзания:

d_f = k×d_fn = 0,7×1,8 = 1,26 м, где k = 0,7 (по табл. 10)

Расстояние от расчетной глубины промерзания до уровня грунтовых вод в зимний период d_w — d_f = 2,5 — 1,26 = 1,24 то есть менее 2 м. Следовательно, грунт может испытывать морозное пучение и глубина заложения фундамента должна быть не менее расчетной — 1,26 м (см. табл. 9).

Для уменьшения глубины заложения должны быть предприняты специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунта либо применена конструкция фундамента не воспримчивого к сезонным колебаниям грунта.

Особенности возводимого н соседних сооружений

Основными конструктивными особенностями возводимого сооружения, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются:

наличие и размеры подземных и подвальных помещений;
глубина заложения фундаментов соседних сооружений;
наличие и глубина прокладки подземных коммуникации и конструкций самого фундамента;
величина и характер нагрузок, передаваемых на фундаменты.

В зданиях с подвалом глубина заложения подошвы фундамента выбирается в зависимости от высоты подвального этажа, от конструкции фундамента и конструкции пола подвала (рис. 14).

Рис. 14. Пример изменения глубины заложения фундамента от его конструкции

При примыкании проектируемых фундаментов к существующим различают следующие случаи: подошва проектируемых фундаментов располагается выше глубины заложения существующих фундаментов, на одном и том же уровне и ниже подошвы существующего фундамента. Фундаменты проектируемого сооружения, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется закладывать, как показано на рисунках страницы сайта.

Если сооружение строится на косогоре фундаменты приходится делать на различных высотах. Переход от большей глубины заложения к меньшей осуществляется уступами, как изображено на рис. 15, где tg β, так же как и в случае проектирования нового фундамента рядом с существующим, определяется по формуле:

где φ₁ — расчетное значение угла внутреннего трения грунта; с — расчетное удельное сцепление грунта, кПа; р — интенсивность давления по подошве расположенного выше фундамента, кПа. В связных грунтах (при с > 50 кПа) можно принимать tg β = 1 (β = 45°).

Рис.15. Высотное расположение уступов в отдельных смежных и ленточных фундаментах

Для ленточных фундаментов высота уступов в этих грунтах обычно принимается 0,5–0,6 м, а длина участка фундамента — 1,0–1,2 м (в несвязных грунтах соотношение между высотой и длиной уступа может быть принято 1:2 при высоте уступа, не превышающей 0,5–0,6 м).

При наличии коммуникаций (трубы водопровода, канализации и т.д.) подошва фундамента должна быть заложена ниже их ввода. При этом условии трубы не подвержены дополнительному давлению от фундамента, а фундаменты не опираются на насыпной грунт траншей, отрытых для прокладки труб. Кроме того, в случае аварий и протечек уменьшается зона замачивания грунта, а при необходимости замены труб не будут нарушены грунты основания.

Влияние способа производства работ по устройству фундаментов

При возможности следует закладывать фундамент выше уровня подземных вод. При этом, как правило, не требуется водоотлива, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, работы могут быть выполнены в кратчайший срок.

Глубину заложения фундамента следует выбирать, в том числе и в зависимости от способа производства землянных и монтажных работ. Под монолитные ленточные фундаменты траншеи можно отрыть вручную, но для здания с подвалом нужен экскаватор. При наличии крана можно применять сборные фундаменты, а при наличии бетономешалки — монолитные и т.д.

Окончательное решение по конструкции фундамента и глубине его заложения нужно принимать после анализа всех черех факторов приведенных выше.

Хотя нормы проектирования фундаментов гласят что глубина заложения фундамента в пучинистых грунтах должна быть больше глубины промерзания такое решение устраняет только лобовые силы морозного пучения, но не устраняет касательные силы пучения на боковой поверхности, которые так же очень велики и нагрузка от легкого малоэтажного здания не может им противостоять. А в северных регионах РФ нормативная глубина промерзания меняется в пределах от 1,5 до 3,0 м. и более. В такой ситуации следует рассмотреть вариант поверхностного фундамента.

Малозаглубленный или поверхностный фундамент является одним из наиболее простых и экономичных вариантов для легких зданий и сооружений – это минимальные затраты на материалы и почти полное отсутствие земляных работ. Но при своей кажущейся простоте этот тип фундаментов имеет особенности, которые необходимо учитывать, как на этапе проектирования, так и на этапе строительства.

К малозаглубленным фундаментам относят все типы фундаментов если глубина заложения их подошвы не превышает нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания, то есть фундаменты полностью расположены в зоне сезонного промерзания/оттаивания грунтов

В данной статье рассматриваются только поверхностные и практически незаглубленные фундаменты (глубина не более 20 см), т.к. если фундаменты заглублены, но менее глубины промерзания то они будут накапливать деформации пучения год за годом не полностью возвращаясь в исходное положение после оттаивания грунта, и их применение абсолютно не обоснованно. Если же фундамент все таки имеет некоторое заглубление то необходимо выполнять засыпку пазух котлована достаточной ширины непучинистым материалом (песок средний и крупный, ПГС. Ширина пазухи должна быть не менее глубины заложения фундамента) и предусматривать мероприятия, обеспечивающие проскальзывание фундамента относительно грунта по боковой поверхности чтобы обеспечить свободное оседание фундамента после подъема морозным пучением.

Заглубление фундамента без выполнения специальных мероприятий не правильное решение

Поверхностные и малозаглубленные фундаменты имеет смысл использовать при строительстве малоэтажных сооружений, дач, гаражей, хозяйственных построек, бань и т.д. Их можно использовать при возведении срубов из бревен или стен из ячеистых бетонов, при возведении каркасно-щитовых домов. Естественно применение ограничено зданиями без подвала.

Не рекомендуется применение малозаглубленных и поверхностных фундаментов под кирпичные дома т.к. стены из кирпича и других каменных материалов очень чувствительны к деформациям фундамента и при малейшем смещении дают трещины (армированная кладка более устойчива, но все равно очень хрупка). Так же не следует применять их для двух- и более этажных построек из-за большой нагрузки на основание и фундамент, а несущая способность их часто сильно ограничена.

Трещина в кладке от смещения фундамента

Согласно примечанию к п. 6.8.10 СП 22.13330.2016 Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружения пониженного уровня ответственности и малоэтажных зданий при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м. А, например, в Руководстве п.4.22 говорится что глубина промерзания под подошвой малозаглубленного фундамента должна быть не более 1,0 метра, а под подошвой заглубленного не более 0,5 м.

Нормативные требования к малозаглубленным фундаментам приведены в разделе 8 СП 22.13330.2016 «Особенности проектирования оснований и фундаментов малоэтажных зданий» который можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ по этой ссылке. Данный раздел обязателен к прочтению если вы планируете применять такие фундаменты.

Согласно п. 8.6 СП 22.13330.2016 при проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах обязательно выполнение проверочных расчетов на деформации пучения (на подъем фундаментов).

2. Типы поверхностных фундаментов

Малозаглубленные и поверхностные фундаменты могут быть следующих типов:

Ленточные;
Столбчатые (к ним так же относятся и «сваи» малой глубины погружения (менее глубины промерзания грунта). На самом деле это не сваи, а отдельные столбчатые фундаменты т.к. настоящая свая по определению имеет глубину погружения не менее 4,0 метра);
Плитные;

Любой из этих типов фундаментов будет относиться к малозаглубленным если его подошва залегает выше нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания. Если же грунт основания не пучинистый то данная классификация не имеет особого значения.

Для определения характеристик грунтов основания следует обратиться в специализированные изыскательские организации или на крайний случай воспользоваться указаниями этой статьи.

Максимальная несущая способность, естественно, будет присуща плитному варианту из-за большой площади опирания на грунт, как и максимальная стоимость и трудоемкость.

Поверхностный плитный фундамент

Достаточной несущей способностью обладают ленточные фундаменты (при правильном проектировании). Имеются ввиду монолитные непрерывные ленты из армированного железобетона, или ленты из крупных блоков с монолитным армированным поясом по верху и монолитной подошвенной плитой. Ленты из блоков ФБС без дополнительных мероприятий не обеспечивают необходимой прочности и жесткости.

Малозаглубленный ленточный фундамент

Столбчатые малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах следует применять только в сочетании с монолитной сплошной рамой (как правило железобетонной системой перекрестных балок), объединяющей их в единое целое, или же под совсем неответственные сооружения без общей жесткой рамы (сараи, кладовки, веранды, беседки и др. сооружения III уровня ответственности). В целом их применение очень ограничено и не рекомендуется под более-менее ответственные сооружения.

Малозаглубленные столбчатые фундаменты

Подробно все типы фундаментов и их особенности разобраны в этой статье.

3. Особенности и возможные проблемы малозаглубленных фундаментов

Основная особенность малозаглубленных и поверхностных фундаментов заключается в том, что на них действуют лобовые силы морозного пучения. А учитывая, что такие фундаменты как правило используются под легкие сооружения нагрузка на грунт под ними мала и никак не может противостоять огромным силам поднятия вспучивающегося грунта, можно смело утверждать что при промерзании грунта фундамент будет двигаться, смещаться по вертикали – то есть «гулять». Этот негативный эффект можно снизить за счет утепления грунта, но полностью устранить очень сложно.

Но огромным плюсом поверхностных и практически незаглубленных фундаментов является то что они после оттаивания грунтов возвращаются в исходное положение, не накапливая деформаций пучения.

Следующая особенность проистекает из первой – т.к. фундамент, а вместе с ним и здание смещаются по вертикали от морозного пучения то примыкающие к нему снаружи лестницы, крыльца, пристройки должны быть приспособлены к таким смещениям.

В летний период (то есть в не замерзшем состоянии) слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине (это явление объясняется в статье в подразделе «4. Зависимость глубины заложения фундамента от прочности грунтов основания и нагрузки на фундамент»), поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
Как правило фундамент имеет достаточно большую высоту над уровнем планировки грунта. Связано это с тем что ему необходимо придать достаточно большую жесткость и прочность, для этого нужна

4. Поведение малозаглубленных фундаментов при воздействии морозного пучения

Практически всегда промерзающий грунт поднимается неравномерно (причины описаны в статье физика процесса пучения). Неравномерное пучение воздействует на малозаглубленный фундамент вызывая:

Если фундамент сплошной и достаточно прочный для восприятия нагрузок от здания после неравномерного подъема промерзающего грунта, то он поднимается и испытывает крены, но остается практически неизменным по форме, т.е. верхняя плоскость фундамента остается плоской, хотя и наклоняется или смещается по вертикали (конечно фактически поверхность ограниченно изгибается в зависимости от жесткости фундамента). Весной, после полного оттаивания грунта фундамент вернется в исходное положение восстановив свою изначальную форму.
Если прочности фундамента недостаточно, то фундамент разрушается – появляются широкие трещины и сколы бетона. После оттаивания грунта форма фундамента не будет восстановлена полностью.

5. Что следует учитывать при проектировании и строительстве малозаглубленных фундаментов

Для начала следует изучить документы:

НИИОСП им. Н.М. Герсеванова 1985 г. НИИОСП им. Н.М. Герсеванова 1979 г. — Москва 1998 г. — при изучении данного документа учитывайте что в Московской области более теплый климат чем в Сибири и глубину промерзания они принимают не более 1,5 м.

Учтите при проектировании следующие основные моменты:

Чтобы перемещения фундамента от морозного пучения не вызывали повреждений надземной части здания (трещины в стенах, лопнувшие стекла) и вообще не вызывали никаких проблем в дальнейшем (заклинившие двери, перекошенные крыльца и др.) фундамент должен быть сплошным, непрерывным под все здание, а лучше и под крыльца, и иметь достаточную жесткость и прочность чтобы сохранить свою первоначальную форму и не сломаться при неравномерном поднятии промерзающего грунта. Для обеспечения необходимой прочности и жесткости необходимо выполнять расчеты фундамента и армирования с учетом неравномерного смещения основания. Расчеты лучше выполнять на разные варианты неравномерного смещения основания в конечно-элементной программе (например SCAD или др.), вручную расчёты выполнять будет значительно сложнее (особенно для плитных и сложных по форме ленточных фундаментов).

Пример результата расчетов армирования монолитной ленты в программе SCAD

Следует учитывать наличие почвенно-растительного слоя – если фундамент опереть на органический плодородный грунт, то в результате разложения органики гарантированы большие осадки фундамента, растянутые во времени. Кроме того, почвенно-растительный слой обладает очень низкой несущей способностью и не может служить несущим основанием. Данный слабый слой необходимо полностью заменять, как правило, на песчаную подушку.
Следует учитывать низкую несущую способность верхних слоев грунта. Слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине, поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
Крыльца, наружные лестницы и другие части здания, опертые на отдельные фундаменты, должны иметь подвижные крепления к основному сооружению, позволяющие взаимные перемещения до 10 см и более (зависит от степени пучинистости грунта и глубины промерзания) или вообще быть независимыми от основного здания.
Следует предусмотреть мероприятия для снижения воздействия морозного пучения на фундаменты. Например утепление отмостки, боковых поверхностей фундамента, грунта под зданием (для отапливаемых зданий применять минимальное утепление чтобы тепло могло частично проникать в грунт). Это позволит уменьшить глубину промерзания грунта под подошвой фундамента и вблизи него, особенно эффективно для отапливаемых зданий.

Влияние утепление отмостки и фундамента на промерзание грунта

6. Снижение воздействия морозного пучения на поверхностные фундаменты

Для снижения воздействия пучения на поверхностные фундаменты применяют следующие мероприятия:

Замена части пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (песок крупный или средней крупности, щебень, гравий, ПГС, и др.);
Устройство фундаментов на локально уплотненном основании (в вытрамбованных/выштампованных котлованах, траншеях, фундаменты из забивных блоков) — см. ТСН МФ-97 МО «Проектирование, расчет и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области»
Применение утепленной отмостки по периметру здания. Более подходит для отапливаемых зданий с полами по грунту;
Устройство дренажа по периметру здания, общее водопонижение на участке;
Введение в грунт противопучинистых компонентов.

Дополнительно о мерах борьбы с морозным пучением см. эту статью.

7. Примеры конструктивных решений мелкозаглубленных фундаментов

Еще раз повторюсь — хотя здесь и говорится о малозаглубленных фундаментах под кирпичные здания, применение таких решений очень опасно, а последствия неравномерных деформаций грунта устранить без демонтажа стен невозможно.

8. Заключение

Поверхностные (малозаглубленные) фундаменты имеют свою достаточно узкую область применения. Основной их недостаток — это подверженность морозному пучению и смещениям по высоте в зимний период. Основным их достоинством помимо простоты и низкой стоимости является то что о наличии деформаций пучения известно заранее и эти деформации точно будут обратимыми, а не накапливаться год от года.

При проектировании и строительстве таких фундаментов следует учитывать многие их особенности, выполнять детальные расчеты, продумывать множество деталей, связанных с подвижностью фундамента, а значит и всего здания/сооружения.

9. Связанные статьи

Один комментарий к публикации “Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты”

Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных зданий является использование мелкозаглубленных фундаментов. Такие фундаменты закладываются на глубине 0,2-0,5 м от поверхности грунта или непосредственно на поверхности (незаглубленные фундаменты). К таким образом, на мелкозаглубленные фундаменты действует незначительные касательные силы пучения, а при незаглубленных фундаментах они равны нулю.

Читайте также: