Непосредственной близости фундамента глубоких пластов почв 3

Обновлено: 14.05.2024

Когда грунтовые воды стоят выше уровня, до которого зимой промерзает грунт, необходимо очень тщательно выбирать и рассчитывать основание под любое строительство. Ещё острее стоит вопрос, какой фундамент нужен для дома, если грунтовые воды близко к поверхности земли, особенно когда грунт – это глина или суглинок, расширяющиеся при замерзании из-за насыщенности водой. Учитывая тот факт, что тип и мощность основания должны выдерживать нагрузку от стоящего на нем здания, выбор остаётся не слишком большим: свайный либо плавающий плитный фундамент.

Фундамент на сваях

Свайные основания подходят для любых грунтов, кроме тех, что сложены из скальных пород. Их второе преимущество кроме универсальности – небольшие затраты на установку. Если на участке строительства высокий уровень грунтовых вод, какой фундамент сделать, потратив на него минимум времени и труда, тоже не вызывает споров – конечно, свайный.

Конструктивно он представляет собой армированные бетонные или металлические столбы, установленные по периметру несущих стен с определённым шагом и заглублённые в грунт до твёрдого слоя ниже уровня его промерзания. По верху все выступающие над землёй столбы связываются ростверком. Это монолитная армированная бетонная лента, мощный стальной профиль (швеллер или двутавр) или, если вес дома невелик, брус большого сечения.

Виды свайных оснований

Сваи бывают забивными, буронабивными, винтовыми. У каждого вида есть свои плюсы и свои недостатки.

Забивные железобетонные сваи – надёжные, долговечные, выдерживают большую нагрузку. Для их монтажа необходима спецтехника.
Винтовые сваи можно устанавливать как механизированным, так и ручным способом. Их главное преимущество перед другими видами – способность не разрыхлять, а уплотнять грунт вокруг себя при вкручивании, что увеличивает их устойчивость и стабильное положение.
Буронабивные сваи самые бюджетные из всех, особенно если делать их своими руками: бурить скважины ручным буром, армировать их и заливать бетоном.

Обратите внимание! Устройство буронабивных свай требует предварительного осушения участка застройки, так как заливать бетон в скважину с водой или жидкой грязью нельзя. Он не обретёт нужную прочность, и уже скоро придётся думать, как укрепить фундамент, если близко грунтовые воды.

Плюсы и минусы

Свайный фундамент любого вида не подвержен воздействию сил морозного пучения, если сваи опираются на непромерзающий, не насыщенный водой, твёрдый и неподвижный слой грунта. Иногда такой слой находится на очень большой глубине – более 2,5-3 метров. Заливать бетонную ленту такой высоты обойдётся весьма недёшево. И сваи в этой ситуации вне конкуренции.

Но если грунт на участке вообще не содержит твёрдых слоёв, что тоже случается, сваи, не имея под собой прочного основания, не удержат дом в стабильном положении. Это один из их недостатков. Есть и другие:

недостаточная несущая способность: свайный фундамент годится только для сравнительно лёгких строений – каркасных, деревянных, из лёгких ячеистых блоков;
невозможность строительства цокольного или подвального этажа;
необходимость в качественном утеплении нижних перекрытий и их защите от сырости.

Плавающая плита

Когда на стройплощадке близко грунтовые воды, какой фундамент сделать – не первостепенный вопрос. Для начала необходимо определить тип грунта. Если он песчаный, все не так плохо и можно залить бетонную ленту, опустив её подошву на непромерзающую глубину.

Если же грунт представлен глиной или суглинком, удерживающим воду в себе, то зимой его начнёт «пучить», что может стать причиной деформации основания, появления трещин в стенах.

На таких грунтах лучше всего устраивать «плавающие» основания – мелкозаглубленные плиты, лежащие на песчаной подушке. Равномерно распределённый по ней вес здания противостоит силам пучения, а при проседании или выпирании грунта плита двигается целиком, как плот на воде, предотвращая деформацию стен.

Плитный фундамент подходит для домов из кирпича, бетонных блоков и других тяжёлых материалов. Его устраивают и для деревянных и каркасных домов, если сваи невозможно упереть в твёрдые несущие слои грунта. Но тут возникает проблема: как залить фундамент, если стоит вода в вырытом котловане. И её нужно решать.

Осушение участка

Осушение грунта на месте строительства осуществляется разными способами. Самый простой из них – открытое водопонижение, когда вода просто откачивается насосами из скважины или котлована за пределы стройплощадки.

Видео описание

Пример такого осушения скважины под буронабивные сваи показан в видеоролике:

Это не самый лучший метод, так как после заливки фундамента вода снова будет просачиваться к нему, вымывая цемент и мешая процессу нормального твердения. Поэтому лучше сделать дренажную систему, постоянно отводящую воду от участка или от дома.

Сложнее решить вопрос, как залить фундамент, если близко грунтовые воды, и их уровень не удаётся понизить на достаточную глубину. В такой ситуации делают кольцевой дренаж вокруг территории строительства.

На расстоянии около 1 м от размеченных границ плиты выкапывают каналы, дно которых заглубляют на 20-30 см ниже его подошвы.
Собравшуюся воду выкачивают насосом и засыпают дно уплотнённым песком толщиной 15-20 см.
На песок укладывают геотекстиль с выпуском на бортики траншеи и насыпают щебень той же высоты.
Затем укладывают дренажные трубы так, чтобы отверстия перфорации смотрели вниз.

На поворотах и протяжённых участках устанавливают смотровые колодцы.
Поверх труб снова засыпают щебень и закрывают его выпусками геотекстиля.
Выполняют обратную засыпку сначала песком, затем грунтом.

Выпуски труб соединяют с дренажными колодцами или подключают к канализационной системе.

Изготовление плитного фундамента

Если при решении проблемы, какой фундамент выбрать при высоком уровне грунтовых вод, вы остановились на варианте плавающей плиты, то в сначала нужно рассчитать её толщину. Она зависит и от типа грунта, и от предполагаемой нагрузки, поэтому такими расчётами должен заниматься специалист.

Получив расчёты, можно приступать к устройству основания.

Размечают участок под заливку и выкапывают котлован глубиной 50-60 см, делая его больше будущей плиты на 10-20 см с каждой стороны.
Дно котлована утрамбовывают и засыпают песком, который тоже тщательно трамбуют после каждой подсыпки, пока слой подушки не достигнет 30-40 сантиметровой высоты.

На слой песка настилают геотекстиль, другой гидроизоляционный материал или укладывают плиты экструдированного пенополистирола.
Затем точно по размерам будущей плиты выстраивают на песчаной подушке опалубку, засыпают дно слоем щебня и заливают его тощим цементным раствором.
Высохшую бетонную подготовку перекрывают его ещё одним слоем гидроизоляции.
Устанавливают в опалубку решётку из арматурных стержней.
В готовую «коробку» заливают бетон высокой марки, обязательно уплотняя его штыковкой или вибратором.

Совет! Бетон разрушается не столько от воды, сколько от содержащихся в ней сульфатов. Поэтому перед тем как сделать фундамент, если грунтовые воды близко, позаботьтесь о приобретении сульфатостойкого портландцемента марки не ниже М500. Или заказывайте готовый раствор на его основе.

Плюсы и минусы

Плавающая плита не подвержена разрушениям и деформациям из-за подвижек грунта – она двигается вместе с ним целиком, не передавая на стены разрушающие нагрузки. Но и обходится такое основание дороже свайного.

К его недостаткам можно отнести:

невозможность устройства на участках с большим уклоном;
невозможность возведения домов с подвалом.

Видео описание

Подробнее узнать о достоинствах и способе заливки плавающих фундаментных плит можно из видео:

Если нужен подвал

Владельцы небольших участков часто интересуются, какой фундамент при высоких грунтовых водах делать, чтобы построить дом с подвальным помещением. Решение у этой задачи есть, но обойдётся оно в немалую сумму.

Для этого бетонную плиту заливают ниже уровня стояния грунтовых вод, сначала осушив котлован уже описанными методами. Его дно утрамбовывают и выравнивают тонким слоем подбетонки. На неё наплавляют гидроизоляцию из нескольких слоёв рубероида, выпуская материал на стенки котлована.

После установки опалубки и арматурного каркаса заливают бетонную плиту и дают ей набрать прочность. Затем на этом основании возводят стены подвала из фундаментных блоков, которые защищают от воды снаружи обмазочной гидроизоляцией.. Выпуски рубероида тоже поднимают на готовые стены и приклеивают.

Коротко о главном

Решая, какой фундамент лучше, если грунтовые воды близко, делают выбор между свайным и мелкозаглублённым плитным. Первый подходит для каркасных и других лёгких построек и требует минимального вложения средств и труда. Второй будет надёжным основанием для строений из кирпича и бетона, не даст кладке разрушаться из-за подвижек грунта, вызванных морозным пучением, но обойдётся дороже. Кроме того, перед его закладкой необходимо осушить участок, понизив уровень грунтовых вод с помощью дренажной системы.

Строительство фундамента – важная составляющая возведения крепкого и надежного дома. Если необходимый участок на границе сезонов деформируется от переизбытка подземных вод, то обезопасить конструкцию, защитить от разрушения и подтопления поможет фундамент для пучинистых грунтов, который способен игнорировать давление грунта и льда.

Пучинистые грунты и особенности строительства

Почвенные массивы, которые расширяются под воздействием низких температур и оказывают разрушительное влияние на элементы строительной конструкции, относят к пучинистым грунтам. Процессам пучения подвергаются супеси, рыхлые глинистые и высокопористые почвы, которые способны удерживать влагу.

Прежде чем приступать к возведению фундамента, необходимо провести исследования верхних слоев поверхности. Согласно руководствам описания ГОСТ различают 5 типов почвы:

непучинистые – крупнообломочные почвы, галька, гравий, крупный и средней фракции песок, хорошо фильтрующие жидкости;
слабопучинистые грунты – возвышенные и холмистые места, которые хорошо увлажняются атмосферными осадками;
среднепучинистые – слабовсхолмленные места с затяжными склонами, где увлажнение происходит верховодкой и атмосферными осадками;
сильнопучинистые – заболоченные местности, в которых ситуацию усугубляется притоком грунтовых вод;
чрезмерно пучинистые – грунты текучей пластичности и консистенции, находящиеся в обводненном состоянии вследствии малой плотности сложения почвенных слоев.

В процессе определения мероприятий по предупреждению деформации производят рассчет соответствующего коэффициента.

Расчет интенсивности пучения на участке

Расчет интенсивности пучения производится для проектирования сил устойчивости оснований и нейтрализации их воздействия. Определение этого показателя осуществляется по формуле:

Е – степень пучинистости;

Н – уровень промерзания при низких температурах;

h – уровень грунтов до замерзания.

Следовательно, для его подсчета требуется провести соответствующие замеры в зимнее и летнее время.

Меры против пучения

Для борьбы с силами пучения предполагается осуществление мероприятий такого характера:

полная замена пучинистого слоя на предполагаемом участке – трудоемкий процесс, требующий рытья котлованов значительных размеров, поиска и уплотнения привезенной почвы;
строительство фундамента ниже слоя промерзания с целью снятия нагрузки на цоколь;
утепление конструкции в области промерзания потребует прокладки утеплителя по всему периметру и на глубину возведения основы строения;
организация водоотвода осуществляются путем строительства дренажной системы с закладкой в траншею гравия, песка и перфорированной трубы, обработанной геотекстиолем.

Пучинистые грунты – выбор фундамента

Для возведения несущих конструкций любой постройки на подвижных грунтах могут рассматриваться следующие типы фундаментов:

Организация дорогостоящего плитного основания будет эффективно для кирпичных или тяжелых деревянных конструкций, занимающих значительные площади. Преимушественно бывает правильной квадратной или прямоугольной формы, но в случае необходимости проектируются и сложные фигуры периметра;

Свайный – винтовой или железобетонный. Здесь тоже надо точно знать глубину промерзання грунта, чтобы завести сваи ниже этой отметки. Эффективен для возведения небольших зданий на заболоченных и водянистых участках. На поверхности свай сооружают специальный арматурный каркас, который заливается композитным строительным раствором чуть ниже уровня почвы.
Столбчатый. Используется только для легких и сверхлегких хозяйственныхз построек, имеет незначительную глубину заложения и в качестве основания для жилого дома не рассматривается.
Бетонный ленточный фундамент, заглубленный ниже уровня промерзання почвы.
Менее затратный и востребованный мелкозаглубленный или незаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах. Применять его надо очень обдуманно, предварительно рассчитав все загрузки, чтобы исключить воздействие сил пучения.

Тип выбираемого цоколя будет зависеть от размеров и формы постройки, арсенала применяемого оборудования, а также материальных возможностей заказчика.

Современные технологии ТИСЕ предполагают применение опорно-столбчатых элементов, соединеных ростверком. Для организации такого строительства не задействуется спецтехника и электричество, есть возможность скрыть коммуникации и минимизировать уклон стройплощадки. Подобный прием актуален для каркасного, каменного или кирпичного строительства.

Противостоять промерзаниям могут и плитные железобетонные несущие конструкции, которые эффективны для обустройства невысокого цоколя и применимы в случае простой конструкции зданий.

Использование ленточного фундамента предполагает обустройство строительной армирующей ленты по периметру строения и в области возведения несущих стен. Такие разработки менее затратны, однако, превосходят по надежности вышеперечисленные варианты.

Онлайн калькулятор фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость фундаментов различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Виды, особенности и преимущества ленточных фундаментов

Ленточные фундаменты из бутобетона, бута, а реже и кирпичной кладки – довольно востребованная технология надежного строительства.

Незаглубленный ленточный фундамент применим для высоких нагрузок и тем более способен обеспечить устойчивость незначительных по размеру каркасных и деревянных.

Однако такой фундамент на пучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод и чрезмерно вспучиваемыми почвами требует замены основания на сваи. А вот при воздействии неравномерных нагрузок лучше отдать предпочтение первому варианту.

В таком случае возведение домов осуществляется на песчаную подушку с использованием следующих видов ленточного фундамента:

монолитного растверка, установленного непосредственно на поверхности грунта исключает воздейтсвие касательных сил, а вертикальное воздействие может быть снивелировано за счет армирования монолитным контуром;
сборно-монолитной модели серии 20/60, представляющей установку комплекса железобетонных блоков на армированую цельную основу;
монолитной основы серии 20/60 с армированием и обработкой композитной строительной смесью;
монолитно-усиленного цоколя, который характеризуется повышенной площадью опоры и позволяет создать надежное основание.

Расширяя ленту, используя утеплитель и водоотведение можно увеличить возможности перечисленных типов фундаментов.

Мелкозаглубленный ленточный цоколь потребует больше земляных работ, применения опалубки и значительных затрат времени на застываение. Но полученного в результате запаса прочности хватит на сотню лет. Такой вариант фундамента обладает премуществами:

надежен в эксплуатации;
подходит для любой конфигурации оснований;
не возникает сложностей с монтажом и возведением зданий;
отличается высоким сопротивлением к внешнему воздействию.

Видео описание

Одним из вариантов избежать проблем с грунтами является ленточный фундамент. Подробнее в видеоролике:

Устройство ленточного фундамента на пучинистых грунтах

Мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах требует организации специальной подушки из песка или гравия. Также необходимо предусмотреть гидроизоляцию. Для этого в бетонные составы добавляется гидрофобные примеси. В процессе обустройства таких основ выполняют защитные мероприятия по предотвращению воздействия холода:

для подушки толщиной до 0,5 м под цоколь засыпается непучинистый материал, а с целью исключения заиливания дополнительно укладывается слой геотекстиля;
на уровне подошвы основания производится устройство дренажа с закладыванием специальной трубы под уклоном;
гидроизоляция и утепление на вертикальных слоях фундамента осуществляется при помощи экструдированного пенополистирола, жидкого полиуретана и сооружения наружного слоя из пеноплекса;
следует позаботиться и о ливневой канализации, которая поможет нейтрализовать прохождение водных потоков вблизи несущих конструкций.

Подготовительные работы

Прежде чем приступать к работе, производится определение геометрических параметров и размеров постройки, а также подбор материалов. Количество бетона определяется из расчета его плотности и габаритов несущих конструкций.

Для фундаментов частных домов рекомендован бетон М200, в то время как для более тяжелых сооружений предпочтение отдают М250, а на чрезмерно пучинистых основания пригоден композитный материал М350.

В расчет включается длина конструкции по периметру и площадь ее внутренних перегородок. При этом глубина строительства фундамента определяются исходя из характеристик грунта, расходных материалов и этажности здания. Следует учесть, что расположение влаги должно быть ниже на 50 см от подошвы основания, иначе велика вероятность проявления деформаций.

По завершению проектировочных работ размеры с бумаги переносятся на местность, производится проверка правильности расстановки отметок. Обозначенный участок очищается от мусора и снимается верхний слой почвы.

Работы по укладке

Незаглубленный и мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте должен быть возведен в соответствии с такими требованиями:

копка траншей производится с учетом ширины основания, опалубки, утеплителя, гидроизоляции и декора;
поверхность подушки выстилается гидрозащитным барьером, а боковые поверхности несущих конструкций обрабатывают гидроизолирующим материалом – пленкой или толью;
утрамбка материала подушки осуществляется при помощи смачивания слоев материала водой насыпают песчаную подушку толщиной 20-30 см;
установка опалубки осуществляется из доступных подручных материалов – фанеры, обрезной доски, элементы которой нужно скрепить между собой;
стальной армирующий пояс укрепляется вдоль и поперек основания путем связывания специальной проволокой;
заливка пояса бетонным уплотнителем производится за один прием с высоты не более 0,5 м;
возможна закладка второго слоя армирующего пояса.

Область применения ленточных фундаментов

Самый простой способ борьбы с пучинистыми почвами – обустройство свайного фундамента ниже отметки промерзания. В случае невозможности осуществления подобного строительства альтернативное решение – мелкозаглубленные фундаменты, которые потребуют значительно меньшие объемы строительных смесей, количества арматуры и трудовых затрат.

Эффективно использование технологии мелкого заглубления при расположении грунтовых вод на глубине более 1,5 м. Ленточные конструкции на крутых склонах, где должно быть учтено боковое давление, позволяют компенсировать неравномерное воздействие движения почв в продольном и поперечном сечении.

Фундамент на пучинистых грунтах подходит для сооружения каркасных и брусовых построек, использования пенобетонных и газобетонных материалов. При необходимости сооружения неглубокого заложения или строительстве мощных конструкций на слабых грунтах ленточных фундамент в приоритете. Такие методы строительства применимы для глинистых и супесчаных грунтов, рыхлых горных пород, а также водонасыщенных поверхностных слоев.

Видео описание

О том как избежать проблем с домом на пучинистых грунтах на видео:

Заключение

Грамотный выбор типа фундамента и соблюдение технологии строительства позволят вам построить надежные здания и сооружения. Несмотря на проблему морозного пучения проектирование и возведение зданий возможно осуществить в любом месте земного шара.

Глубина заложения фундамента – это отметка, на которой находится его нижняя опорная плоскость относительно нулевого уровня грунта на стройплощадке. Это расчётная величина, значение которой зависит как от вида самого фундамента, так и от веса и конструкции дома, от климатических и геологических условий на участке строительства. Все эти факторы обязательно учитываются при проектировании, а расчёты должны выполнять опытные специалисты, особенно если речь идёт о крупных зданиях с высокими требованиями к их надёжности. Для возведения небольшого дома или хозяйственной постройки эту величину можно вычислить самостоятельно.

Расчёт по геологическим и климатическим данным

На какую глубину опустить фундамент, зависит в первую очередь от особенностей грунта и его поведения при подъёме грунтовых вод и зимнем промерзании. А это связано с климатическими показателями в регионе строительства, поэтому все эти факторы нужно учитывать в связке друг с другом.

Тип грунта

По правилам перед тем как рассчитать глубину фундамента, следует провести геолого-геодезические изыскания и определить тип грунта на участке застройки. На практике часто поступают проще, и получают уже готовые данные в местном архитектурном бюро или расспрашивают хозяев соседних участков, уже построивших на них дома.

Плотные грунты, которые необходимо изучить, находятся под слоем плодородной почвы, не способной быть надёжной основой для фундамента.

Такие грунты хорошо удерживают в себе воду, которая при замерзании расширяется и приводит к их неравномерному вспучиванию и выталкиванию фундамента вверх. Это всегда происходит при высоком стоянии грунтовых вод, которое может колебаться в зависимости от количества осадков. Поэтому подошва фундамента должна быть ниже этой отметки. Но даже если регион считается засушливым, а грунтовые воды залегают глубоко, основание на глинистых грунтах заглубляют не менее чем на 0,75-0,8 м.

Такие грунты, сложенные из частиц средней и крупной фракции, легко пропускают сквозь себя воду, не удерживая её и не вспучиваясь. Поэтому они служат надёжным основанием для фундамента, который при отсутствии большой нагрузки на него достаточно заглубить всего на полметра.

Если же грунт мелкопесчаный, пылеватый, при насыщении влагой он теряет устойчивость и «плывёт». Фундаменты в нем всегда заглубляют ниже отметки промерзания, величина которой зависит от климатических особенностей региона.

Крупнообломочный или хрящеватый грунт большей частью состоит из каменистых частиц (щебневых, галечниковых, гравийных). Они препятствуют его размыванию и вспучиванию из-за сжатия мёрзлой водой, что позволяет сильно не заглублять фундамент даже при высоком стоянии подземных вод.

Сложенное из прочных горных пород, такое основание является самым надёжным, так как оно не вспучивается, не проседает и не размывается. Строя загородный дом на таком грунте, не придётся думать, как определить глубину заложения фундамента – его можно ставить без заглубления, лишь удалив с участка рыхлый плодородный слой земли и выровняв его.

Отметка грунтовых вод

Глубину нахождения подземных вод всегда учитывают при строительстве домов на глинистой или песчаной пылеватой почве, особенно если их уровень находится близко к поверхности. Не брать её в расчёт можно только в том случае, если отметка их залегания расположена ниже того уровня, до которого грунт промерзает зимой, на 2 и более метров.

Если же водный горизонт находится выше, то фундамент на пучинистых грунтах необходимо заглублять ниже отметки их промерзания.

Уровень промерзания

Как уже ясно из сказанного, грунт, промерзающий в зимние месяцы, ведёт себя по-разному в зависимости от того, насколько он насыщен водой и способен удерживать её в себе. Супеси, глины, суглинки и мелкопесчаные грунты относятся к водонасыщаемым, они выталкивают фундамент, если его подошва находится в промерзающем слое. Поэтому на таких грунтах её закладывают ниже этого уровня.

Перед тем как рассчитать глубину заложения фундамента, необходимо узнать глубину промерзания почвы. Она зависит от географического положения точки строительства. Для её определения используют специально составленные изотермические карты, изолинии на которых проведены через крупные города.

Чтобы определить этот параметр точнее и скоррелировать с типом грунта, применяют эмпирическую формулу:

D – искомая глубина промерзания;

d – коэффициент корреляции по типу грунта;

Mt – модуль суммы месячных отрицательных температур за год.

Для справки! Значения зимних температур за последние 5-10 лет можно узнать в местном метеобюро и выбрать самый холодный год. Найти их можно и в интернете, введя в поиск запрос по ближайшему городу.

Значения коэффициента d:

для хрящеватых обломочных грунтов – 0,34;
для крупнопесчаных и среднепесчаных – 0,3;
для пылеватых – 0,28;
для глин и суглинков – 0,23.

Приведём пример расчёта для дома, возводимого на мелкопесчаном грунте в Московской области. Из открытых источников узнаем, что в этом регионе отрицательная температура держится 4 месяца со средними показателями по каждому – 3,3; – 7,8; – 9,1 и – 9,8 градусов.

Сумма температур составляет 30, а коэффициент по типу грунта 0,28. Подставляем эти значения в формулу:

D = 0,28 х √30 = 1,53 м

Значит, глубина промерзания почвы в данной местности – 153 см, что почти совпадает с проходящей по ней изолинией на карте – 160 см.

Видео описание

Это видео даёт наглядное представление о взаимосвязи между типом грунта и его промерзанием:

Это важно! Уровень промерзания грунта не равен глубине заложения фундамента. Она должна быть ниже этого уровня на 15-20 см.

Расчёт с учётом конструкции и эксплуатационных особенностей здания

Под постройками земля может промерзать больше или меньше, чем на открытых участках. Это зависит от того, отапливаются ли они в холодный период, имеют ли подвальные помещения, утеплённые перекрытия и отмостку.

Под домами сезонного использования без системы отопления грунт может промерзать на большую глубину, не имея защитного снегового покрова. Поэтому для её определения применяют повышающий коэффициент 1,1, на который умножают нормативное значение. В нашем примере она будет равна 1,53 х 1,1 = 1,68 м.

Зная, что такое глубина заложения фундамента, прибавляем к этому значению 0,1…0,2 м, и получаем искомую отметку.

Для отапливаемых зданий круглогодичного проживания применяют понижающий коэффициент, так как тепло внутри здания передаётся перекрытиям, стенам фундамента и грунту под ними, что не даёт ему промерзать на большую глубину.

Если вы строите дом с техническим полуподвалом, в котором зимой будет поддерживаться температура не менее 15 градусов, то нормативную глубину промерзания следует умножить на 0,5: 1,53 х 0,5 = 0,77 м. Это и будет минимальная глубина, на которой необходимо ставить фундамент.

Обратите внимание! Заглубление основания дома на любом грунте, кроме скалистого, не может быть меньше полуметра.

Глубина заложения в зависимости от типа фундамента

Если глубина заложения фундамента – это расстояние от его подошвы до горизонтальной отметки уровня земли, то нужно понимать, что считать подошвой. И какую отметку считать нулевой, если участок расположен на склоне. Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо разобраться в типах фундаментных конструкций и целесообразности их применения для разных грунтов.

Конструкции фундаментов

Жилые дома возводят на ленточном, плитном или свайном фундаменте, выбирая оптимальный вариант с учётом нагрузки на основание, типа грунта, уклона участка застройки и других данных.

Видео описание

В этом видеоролике доступно рассказывается обо всех типах фундаментов:

Монолитный или сборный железобетонный ленточный фундамент – самый распространённый тип основания для ненасыщенных влагой и слабопучинистых грунтов. Обладает хорошей несущей способностью, подходит для зданий из кирпича и блоков.
Монолитная железобетонная плита – самый надёжный фундамент для тяжёлых зданий, возводимых на участках с пучинистыми грунтами. Плита равномерно распределяет нагрузку на слабое грунтовое основание, а при его подвижках «плавает» вместе с домом.
Свайный фундамент годится для любых грунтов, кроме скальных: длинные стальные или железобетонные опоры можно опустить на любую глубину, пронзив насквозь и водоносный слой, и промерзающий грунт, чтобы добраться до твёрдого и неподвижного пласта. Но ставить на него можно только сравнительно лёгкие дома – деревянные, каркасные, из ячеистых блоков.

В некоторых случаях для усиления конструкции используют комбинирование ленточного или плитного фундамента со свайным.

Форма подошвы у всех этих оснований разная, соответственно отличается и её площадь, и её взаимодействие с грунтом.

Хуже всего противостоит морозному пучению ленточный фундамент, имеющий большую длину и небольшую суммарную площадь. Давление грунта действует на него неравномерно, вызывая разрушения. Именно поэтому нужно знать, как посчитать глубину заложения фундамента в виде ленты, чтобы её подошва оказалась ниже уровня промерзания.

Плита имеет большую площадь и воспринимает давление грунта на себя более равномерно, к тому же оно уравновешивается такой же равномерно распределённой нагрузкой от здания. Поэтому её не заглубляют до уровня промерзания даже на пучинистых грунтах.

Опоры свайного фундамента объединены друг с другом монолитной железобетонной лентой или стальным ростверком. Его подошва точечная – это «пятки» свай, которые всегда находятся в плотных слоях грунта ниже уровня его промерзания. Такая конструкция позволяет строить дома на участках с большим уклоном без планировки грунта, что необходимо при устройстве плитного или ленточного основания.

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

При строительстве частных домов малой этажности на расчётную глубину ниже уровня промерзания грунта фундаменты закладывают только в тех случаях, когда:

в проекте предусмотрен подвал или цокольный этаж;
дом имеет большие размеры и внушительный вес;
рядом находятся крупные здания, мощные фундаменты которых могут изменить свойства грунта;
участок строительства находится в сейсмоопасной зоне.

Если вы строите дом, имея в исходных данных хотя бы один из перечисленных факторов, не стоит самостоятельно решать, как найти глубину заложения фундамента – этим должны заниматься специалисты.

Заглубление ленточного и тем более плитного фундамента на большую глубину нецелесообразно, так как связано с огромными финансовыми затратами. В частном домостроении правильнее использовать свайные или мелкозаглубленные основания.

Видео описание

Посмотрите видеоролик, в котором объясняется принцип устройства мелкозаглублённых фундаментов:

Для предотвращения деформации такого фундамента предпринимают специальные меры, устраняющие пучение грунта под домом.

Утепление стен фундамента во избежание проникновения холода под дом, для чего бетон заливают в несъёмную опалубку из экструдированного пенополистирола.
Утепление грунта под отмосткой, защищающее его от промерзания по всему периметру.
Устройство дренажных систем для отвода грунтовой воды и осадков от фундамента.

Коротко о главном

Глубину заложения фундамента нельзя назначить произвольно. Величина его заглубления в грунт зависит от множества факторов в совокупности. В первую очередь это тип грунта и его способность нести расчётную нагрузку. Эта способность может меняться в зависимости от насыщения грунтовыми водами и промерзания в зимний период. Также на глубину заложения влияют вес, конструктивные и эксплуатационные особенности дома. Но закладывать фундамент на расчётную глубину не всегда целесообразно. Часто более надёжным и экономически выгодным решением становится мелкозаглублённое основание. Однако решать это должны специалисты.

Назначение глубины заложения фундаментов

Как уже отмечалось выше, назначение рациональной глубины заложения является одним из важных этапов проектирования фундаментов. Стоимость фундамента во многом определяется его глубиной заложения: чем выше располагается подошва фундаментов, тем меньше затраты на его устройство, так как в этом случае уменьшается объем земляных работ, а на возведение фундамента расходуется меньшее количество строительных материалов. Однако во многих случаях верхние пласты грунта имеют большую сжимаемость и низкую несущую способность, а также могут изменять свои физико-механические свойства в результате воздействия метеорологических факторов. Поэтому решение задачи о назначении глубины заложения фундамента следует начинать с выбора несущего слоя грунта, который совместно с подстилающими слоями обеспечил бы равномерное развитие осадки, не превышающее предельно допустимых значений, установленных нормами для данного типа здания или сооружения, как в период строительства, так и во время эксплуатации.

При решении этого вопроса учитывают следующие факторы: конструктивные и эксплуатационные особенности возводимых и соседних зданий и сооружений; инженерно-геологические условия района строительства; климатические условия в районе строительной площадки и их влияние на верхние слои грунта.

Окончательный выбор глубины заложения фундамента осуществляется на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов конструктивных решений. Для всех рассматриваемых вариантов определяется сметная стоимость, которая учитывает все расходы по возведению сооружения, включая различные стоимости: возведения надземных конструкций, армирования кладки, устройства осадочных швов, послеосадочный ремонт помещений, поднятия неравномерно осевших Конструкций и т. п. Иногда учитывают экономическую целесообразность возведения фундаментов и всего здания в более сжатые сроки.

Следует отметить, что при назначении Глубины заложения фундамента решается комплексная задача.

К конструктивным и эксплуатационным особенностям зданий и сооружений, влияющих на выбор глубины заложения фундамента, относится специфика общего конструктивного решения здания и его отдельных элементов, включая наличие подвальных помещений, приямков, более глубоких фундаментов под оборудование или утяжеленные части здания, примыкание фундаментов друг к другу в результате наличия ранее построенных или будущих сооружений, характера подземного хозяйства около возводимого объекта.

Соседние фундаменты, примыкающие друг к другу, закладывают, как правило, на одной отметке. Если разница во внешней нагрузке, действующей на соседние фундаменты, велика, тогда они могут иметь разную глубину заложения.

При использовании ленточных фундаментов делают уступы по их длине, высота которых должна быть в пределах 0,3…0,6 м (рис. 4.1, б).

Подошва фундаментов должна обязательно располагаться ниже ввода в здание необходимых коммуникаций, к которым относятся водопроводы, трубы канализации, теплотрассы и различные технологические трубопроводы (рис. 4.2, а).

Рис. 4.1. Взаимное расположение фундаментов с различной глубиной заливки

Рис. 4.2. Назначение глубины заложения фундамента: 1 — фундаментная опита; 2 — трубопровод; 3 — стеновые фундаментные блоки; 4 — пол подвала

В случае выполнения этого условия трубы не испытывают дополнительного давления от фундамента. Не рекомендуется опирать фундаменты на насыпной грунт траншей, которые были вырыты для прокладки труб. Глубина заложения зависит и от наличия или отсутствия подвальных помещений (рис. 4.2, б).

В случае использования сборных фундаментов их глубина заложения дополнительно зависит от принятой конструкции и размещения фундаментных подушек и стеновых блоков, а монолитных — от прочности отдельных сечений фундамента и конструктивных требований.

При возведении фундаментов зданий и сооружений в водоемах или в непосредственной близости от них глубину заложения следует принимать с учетом возможности размыва грунта около фундаментов.

К особенностям сооружении, которые необходимо учитывать при назначении глубины заложения, относят: специфику и особенности нагрузок, передаваемых на основание, чувствительность конструкций к неравномерным осадкам, долговечность, которую определяют классом здания, его уникальностью, и другие факторы.

Следует учитывать, что конструктивными требованиями установлена минимальная глубина заложения не менее 0,5 м от спланированной поверхности земли.

В связи с тем что любая строительная площадка обладает специфическими условиями напластования грунтов, при назначении глубины заложения фундаментов помимо конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий следует учитывать и инженерно-геологические условия района строительства, в частности особенности физико-механических свойств грунтов, слагающих основания, характер напластования, наличие выклинивающихся слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и др.

Индивидуальные особенности напластования грунтов строительной площадки часто затрудняют общую оценку инженерно-геологических условий как основного фактора, влияющего на назначение глубины заложения фундамента, поэтому для облегчения такой оценки все грунты условно разделяют на слабые и надежные.

Слабыми считают грунты, использование которых в качестве оснований не может обеспечить надежного существования проектируемого сооружения на этапе возведения или в стадии эксплуатации. Надежными называют грунты, которые обеспечивают нормальное функционирование здания на всех этапах его существования.

Следует заметить, что слабый или надежный грунт — понятия относительные, поскольку они тесно связаны с типом и особенностями возводимого здания. При возведении легких зданий или зданий, конструктивная схема которых допускает развитие значительных неравномерных осадок, даже основания, сложенные слабыми грунтами, могут считаться надежными. И наоборот, при проектировании тяжелых сооружений, эксплуатация которых всегда связана с большими осадками, или сооружений, не допускающих даже незначительного развития неравномерных осадок, грунты средней сжимаемости, которые могут успешно служить основаниями для обычных зданий, в данном случае приходится считать слабыми.

Деление грунтов на слабые и надежные позволяет условно сгруппировать все возможные виды напластования грунтов строительной площадки по трем основным типам.

Сжимаемость и сопротивление сдвигу грунтов подстилающих слоев не ниже вышележащих слоев грунта. Наиболее оптимальным решением в этом случае является назначение минимальной глубины заложения подошвы фундамента в зависимости от конструктивных особенностей здания и климатических воздействий (рис. 4.3, а). В некоторых случаях при больших нагрузках на фундамент и наличии очень плотного грунта, залегающего на некоторой глубине, более экономичным оказывается решение, когда фундамент опирают на этот более плотный слой грунта (рис. 4.3, б).

Рис. 4.3. Устройство фундаментов в надежных грунтах:
1 — надежный грунт; 2 — более плотный грунт

Тип 2. Начиная со спланированной поверхности земли до некоторой глубины залегает один или несколько слоев слабых грунтов, ниже которых залегают более плотные надежные грунты. В этом случае применяют несколько типов конструктивных решений. При небольшой глубине залегания слабых грунтов нагрузка от сооружения передается на слои надежных грунтов с прорезкой слабых слоев (рис. 4.4, а). При значительных нагрузках и высокоплотных слоях надежного грунта здания часто опирают на столбчатые фундаменты (рис. 4.4, б) или сваи (рис. 4.4, в). При возведении легких сооружений используют передачу нагрузки и на слабые грунты, применяя свайные фундаменты (рис. 4.4, г). Иногда слабые грунты при значительной толщине их напластования уплотняют или закрепляют с помощью специальных методов (рис. 4.4, д) или используют эти грунты в качестве оснований, уменьшив чувствительность несущих конструкций к неравномерным осадкам, повышая жесткость здания за счет применения сплошных фундаментов.

Рис. 4.4. Назначение глубины заложения фундаментов при напластовании грунтов по типу 2: 1 — слабый грунт; 2 — надежный грунт; 3 — зона закрепления грунта

Тип 3. На некоторой глубине в толще слоистого основания

залегает один или несколько слоев слабого грунта. В этом случае слой слабого грунта закрепляют (рис. 4.5, а) или применяют фундаменты с уширенной подошвой, которая позволяет более интенсивно уменьшать давление по высоте основания, понижая его до минимально возможного значения в слое слабого грунта. Таким образом, верхний слой надежного грунта играет роль распределительной подушки (рис. 4.5, б). При напластовании грунтов по типу 3 используют решения с про резанием верхнего слоя надежного и слабого грунта с передачей давления на плотный нижележащий слой, как это показано на рис. 4.4, а — в, при напластовании грунтов — по типу 2.

Рис. 4.5. Назначение глубины заложения фундаментов при напластовании грунтов по типу 3: 1 — надежный грунт; 2 — слабый грунт; 3 — зона закрепления; 4 — эпюра напряжений

Под влиянием климатических факторов, свойственных данному району строительства, грунты оснований способны менять свой объем в результате промерзания и оттаивания, высыхания и увлажнения. Наиболее опасным из вышеперечисленных факторов является промерзание грунта, которое вызывает увеличение объема грунта и приводит к образованию сил пучения. Силы морозного пучения в некоторых типах грунтов могут превысить давления под подошвой фундамента и служить причиной деформации зданий и сооружений. Не всем грунтам свойственно это явление, поэтому грунты делят на две основные категории — пучиноопасные и непучино-опасные. К пучиноопасным относят все пылевато-глинистые грунты, а также пылеватые и мелкие пески; к непучиноопасным — скальные породы, гравий, гальку, пески гравелистые, крупные и средней крупности.

Для развития сил пучения недостаточно влаги, которая содержится в грунте. В результате сложных физико-химических процессов, присущих грунтам, к фронту промерзания возможна миграция воды из нижележащих водонасыщенных грунтов или водоносных горизонтов. Поступая по капиллярам, эта влага способствует развитию сил морозного пучения. Однако, если водоносный горизонт расположен более чем на 2 м ниже глубины промерзания, сил капиллярного поднятия недостаточно для поступления воды к фронту промерзания и некоторые виды пучиноопасных грунтов в данном случае становятся непучин опасными.

Если глубина заложения фундамента назначается независимо от расчетной глубины промерзания, требуется, чтобы соответствующие грунты, указанные в табл. 4.1, залегали до глубины не менее нормативной глубины промерзания.

Приведенные в табл. 4.2 значения kh допускается применять для расчета фундаментов, у которых расстояние от края фундамента до внешней грани стены а/

Для северо-западных районов европейской части СССР, в частности для Карелии и Ленинградской области, характерно высокое положение уровня подземных вод. В весеннее и осеннее время обычно образуется верховодка, поэтому при производстве земляных работ и возведении фундаментов почти всегда приходится удалять воду из котлована или понижать ее уровень с помощью подземных водозаборов.

Бутовые фундаменты существующих зданий часто имеют крупные полости, поэтому в пылеватых песках и супесях они работают в качестве дрен, через которые проходит вода, как только начинается разработка вблизи них котлована [6].

Длительно продолжающаяся фильтрация воды через основание фундамента может сильно ослабить грунт, что особенно опасно при открытом водоотливе. Кроме того, при длительной фильтрации воды возможна и механическая суффозия грунта — вынос фильтрационным потоком мелких частиц из грунтового массива (рис. 1.6).

а — без ограждающего шпунта; б — при шпунте, не забитом до водоупора или недостаточно заглубленном ниже дна котлована; 1 — существующий фундамент; 2 — котлован возводимого здания; 3 — области возможного образования пустот; 4 — грифоны; 5 — насос; 6 — шпунт; h — глубина погружения шпунта ниже отметки дна котлована

Механическая суффозия характерна для рыхлых песчаных грунтов с неоднородным гранулометрическим составом. Если песок однороден, то суффозионный вынос не развивается, но чем больше неоднородность грунта, тем больше опасность возникновения суффозии. Механическая суффозия наблюдается также и в связных грунтах. Интенсивность развития суффозии зависит от градиент фильтрационного потока i , т.е. от понижения уровня подземных вод, которое становится опасным, если градиент напора i > 0,6.

Вынос мелких частиц грунта приводит к увеличению скорости фильтрации воды, при этом начавшийся процесс суффозии возрастает лавинно, развивается гидродинамическое давление воды на частицы грунта, в результате чего напряжения от собственного веса грунта существенно уменьшаются. Наиболее значительное, а следовательно, и наиболее опасное снижение этого напряжения происходит вблизи шпунта (см. рис. 1.6), вследствие чего существенно уменьшается устойчивость шпунта и основания фундамента, ведущая к его проседанию.

К значительным деформациям существующих зданий может привести даже кратковременное понижение уровня подземных вод, вызванное необходимостью проведения работ насухо. В этом случае нет взвешивающего влияния подземной воды (в песках мелких и пылеватых, в супесях). Удельный вес грунта в этом случае может повыситься примерно вдвое, и основание существующего здания подвергнется дополнительному уплотнению, сопровождающемуся неравномерной осадкой здания (рис. 1.7). Поскольку депрессионная поверхность подземных вод быстро выполаживается по мере удаления от колодца (иглофильтра), то участки основания, охваченные процессом самоуплотнения грунта, по глубине будут различны, даже в пределах ограниченной площади, занятой зданием, и поэтому здание нередко получает крен в сторону иглофильтров (рис. 1.7). Подобные явления могут наблюдаться и при водоотливе из котлованов и траншей, находящихся на значительном расстоянии (рис. 1.8) от зданий.

1 — здание; 2 — шпунт; 3 — иглофильтр; 4 — уровень подземных вод до водопонижения; 5 — то же, после водопонижения

Строительное глубинное водопонижение должно производиться в сжатые сроки. При этом обязателен контроль мутности откачиваемой воды. Появление замутненных вод — признак развития механической суффозии. В такой ситуации требуется принимать срочные меры: уточнять состав обсыпки фильтров, прекращать откачку и применять другие способы проходки строительных котлованов, например, использование фильтрационных завес в виде замкнутого шпунтового ограждения, конструкций типа «стена в грунте» и др.

Мерой защиты оснований от суффозии является снижение градиентов напора и сокращение продолжительности откачки, для чего следует уменьшить глубину разрабатываемого котлована. Если же изменение глубины котлована невозможно, необходимо применить шпунт, погруженный в подстилающий водоупор и образующий (в плане) замкнутый контур. Можно ограничиться и относительно коротким шпунтом, используя его для снижения градиента напора за счет увеличения пути фильтрационных потоков, направленных к строительному котловану. Длина шпунта в этом случае должна быть такой, чтобы градиент снизился до величины i < 0,6.

Развитие плывунных явлений, т.е. разжижение песка восходящими потоками воды, недопустимо. При разжижении песок будет поступать в котлован с участков, его окружающих, и в том числе из-под фундаментов, расположенных возле котлована зданий, что приведет к их деформации и даже к авариям. Очень существенно то, что это явление может сказаться на значительном удалении, составляющем иногда десятки метров.

Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений

Читайте также:

Непосредственной близости фундамента глубоких пластов почв 3

Фундамент на сваях

Виды свайных оснований

Плюсы и минусы

Плавающая плита

Осушение участка

Видео описание

Изготовление плитного фундамента

Плюсы и минусы

Видео описание

Если нужен подвал

Коротко о главном

Пучинистые грунты и особенности строительства

Расчет интенсивности пучения на участке

Меры против пучения

Пучинистые грунты – выбор фундамента

Онлайн калькулятор фундамента

Виды, особенности и преимущества ленточных фундаментов

Видео описание

Устройство ленточного фундамента на пучинистых грунтах

Подготовительные работы

Работы по укладке

Область применения ленточных фундаментов

Рекомендации

Видео описание

Заключение

Расчёт по геологическим и климатическим данным

Тип грунта

Отметка грунтовых вод

Уровень промерзания

Видео описание

Расчёт с учётом конструкции и эксплуатационных особенностей здания

Глубина заложения в зависимости от типа фундамента

Конструкции фундаментов

Видео описание

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Видео описание

Коротко о главном