Расстояние от обреза до подошвы фундамента

Обновлено: 15.05.2024

Курс «Основания и фундаменты» освещает круг вопросов, связанных с проектированием и возведением фундаментов инженерных сооружений в различных грунтовых условиях.

Для освоения курса необходимо знать следующие дисциплины: инженерную геологию, механику грунтов, строительную механику, строительные конструкции, технологию строительного производства, технику безопасности и экономику.

В то же время деформации грунтов основания могут вызвать дополнительные усилия в надземных конструкциях, поэтому их необходимо учитывать при проектировании сооружения.

1.2. Основные определения.

Фундаментом называют подземную или подводную часть сооружения, которая передаёт нагрузку от сооружения грунту основания и распределяет её, как правило на большую площадь.

Рис.1. Фундамент мелкого заложения:

d – глубина заложения; h_f – высота конструкции фундамента; в – ширина подошвы; 1 – конструкция фундамента; 2 – основание; 3 – несущий слой (пласт); 4 – подстилающий слой; 5 – подошва фундамента; 6 – обрез фундамента; 7 – перекрытие над подвалом; 8 – стена здания; 9 – пол подвала; 10 - отмостка.

Основанием считают слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента, и в стороны от него, влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения.

Нижнюю плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называют подошвой. Верхнюю границу между фундаментом и телом сооружения называют плоскостью обрезов или просто обрезом фундамента. Расстояние по вертикали от обреза до подошвы составляет высоту фундамента h.

Под глубиной заложения фундамента d понимают расстояние от самого низкого, в период эксплуатации сооружения, уровня поверхности грунта до подошвы фундамента. В общем случае высота фундамента и глубина его заложения могут быть различными.

В основании различают несущий слой грунта, на который передаётся давление от фундамента, и подстилающие слои.

1.3. Назначение фундаментов.

1) Передача нагрузки на прочные грунты. Заглубление ниже зоны при промерзании грунтов, для предохранения сооружения от воздействия нормальных сил пучения.

2) Распределение нагрузки на большую площадь – вытекает из сопоставления прочности материала надфундаментной части сооружения и прочности грунта. Прочность грунта обычно значительно меньше прочности материала сооружения, поэтому подошва фундамента имеет размеры большие, чем размеры сооружения.

3) Фундамент может служить ограждающей конструкцией, например в зданиях, имеющих подвалы.

1.4. Виды фундаментов и оснований.

Различают фундаменты мелкого и глубокого заложения. К последним относятся свайные, массивные фундаменты в виде опускных колодцев и кессонов, а так же фундаменты, сооружаемые способом «стена в грунте».

К фундаментам мелкого заложения относятся фундаменты с глубиной заложения м и возводимые в открытых котлованах. Фундаменты глубокого заложения отличаются от ФМЗ значительно большей глубиной заложения, особенностями конструкции, постройки и характером работы в грунте. По боковым поверхностям фундаментов глубокого заложения возникают значительные реактивные составляющие давлений грунта, которые учитывают при расчётах этих фундаментов.

Основания могут быть естественными и искусственными. Если фундамент возводят на грунте с сохранением его природных качеств, то такое основание называют естественным. Если грунты перед возведением фундамента укрепляют тем или иным способом, то основание называют искусственным.

1.5. Сведения о развитии науки об основаниях и фундаментах.

Ещё в I веке до н. э. римский архитектор и инженер Витрувий в трактате «десять книг об архитектуре» подчёркивал важность устройства надёжных фундаментов, включая свайные. По мере увеличения веса возводимых сооружений строители стали уделять вопросам фундаментостроения и оценке поведения грунтов в основании всё больше и больше внимания.

Первой капитальной теоретической работой по механике грунтов можно считать теорию давления грунтов на подпорные стенки, предложенную Кулоном (1773 г.). В современной постановке теория предельного равновесия грунтов развита в нашей стране В.В. Соколовским, В.Г. Березанцевым, М.В. Малышевым и др.

Разработка вопросов оценки деформации грунтов и расчёта осадки фундаментов, начатая за рубежом К. Терцаги, получила развитие в трудах Н.М. Герсеванова, Н.А. Цытовича, В.А. Флорина, Н.Н. Маслова, М.Н. Гольштейна, К.Е. Егорова, Б.И. Долматова и др.

1.6. Проектирование фундаментов по предельным состояниям.

При приложении нагрузки на фундамент в основании сооружения развиваются деформации уплотнения, происходит осадка загружаемого фундамента. Так как сооружение опирается на систему фундаментов или на относительно гибкую общую плиту, осадка под отдельными частями сооружений будет неравномерной. Это приводит к деформации большинства сооружений и может вызвать разрушение несущих конструкций; а так же вызвать деформации недопустимые по технологическим причинам (создаются ненормальные условия эксплуатации оборудования),из-за нарушения архитектурного облика строения и т.п.

По указанным причинам расчёт оснований прежде всего ведётся по второй группе предельных состояний, т.е. по деформациям.

В некоторых случаях основания дополнительно рассчитываются по первой группе предельных состояний – по устойчивости (несущей способности):

1) при передаче на основание значительных горизонтальных нагрузок;

2) при ограничении основания нисходящим откосом;

3) при действии на фундамент выдёргивающей нагрузки;

4) при сравнительно неглубоком заложении фундаментов при основании, сложенном насыщенными водой глинистыми грунтами, особенно мягкопластичной и текучепластичной консистенции;

5) при сложении основания скальными породами.

Расчёт по I группе должен обеспечить прочность (устойчивость) грунтов основания и сооружения:

где P – давление (напряжение) под подошвой фундамента от расчётной нагрузки; R – расчётное сопротивление грунта сжатию; − коэффициент условия работы грунта основания; − коэффициент надёжности по назначению сооружения.

где F – расчётная нагрузка на основание; F_u – сила предельного сопротивления основания (несущая способность основания);

Устойчивость фундамента на сдвиг по подошве (плоский сдвиг) обеспечивается выполнением условия:

где Q – расчётная, сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих (активных) сил на плоскость скольжения (плоскость подошвы фундамента); Q_n – предельная удерживающая сила, равная сумме проекций предельных сил на ту же плоскость.

Устойчивость фундамента при глубинном сдвиге грунта при использовании круглоцилиндрической поверхности скольжения:

где k – коэффициент устойчивости ; M_п – момент предельных удерживающих сил относительно центра вращения; M – момент всех сдвигающих активных сил относительно того же центра.

Устойчивость сооружения будет обеспечена при выполнении условия

где k_min – минимальный коэффициент устойчивости, определяемый по (1.4), для наиболее опасной поверхности обрушения.

Расчёт оснований по II группе предельных состояний (по деформациям) производится из условия ограничения неравномерности осадок, а так же полных осадок отдельных фундаментов:

где ΔS – неравномерность осадки сооружения, определяемая расчётом с учётом, в частности, фактора времени; ΔS_u – предельно допустимое значение данного вида неравномерности осадок.

где S – величина перемещения или деформации фундамента и других частей сооружения, обусловленная деформациями грунтов основания и материала сооружения (осадка фундамента, горизонтальное смещение характерной точки сооружения, крен и т.п.); S_u – предельно допустимая величина этого перемещения или деформации для данной конструкции.

Расчёт тела фундамента или его элементов выполняют по первой группе предельных состояний – по прочности материала фундамента и по второй группе предельных состояний – по трещиноустойчивости (для железобетонных фундаментов).

1.7. Виды деформаций фундаментов и оснований.

Деформации основания в зависимости от причин их возникновения подразделяются на два вида:

1) деформации от внешней нагрузки на основание (осадки, просадки, горизонтальные перемещения);

2) деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности оснований (оседания, просадки грунтов от собственного веса).

Деформации фундаментов совместно с сооружением:

1) прогиб и выгиб связаны с искривлением сооружения, возникают в зданиях и сооружениях, не обладающих очень большой жёсткостью;

2) перекос возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок проявляется на участке небольшой протяжённости при сохранении относительно вертикального положения конструкции;

3) крен сооружения – поворот по отношению к горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести площади подошвы фундамента – возможен, если основание сооружения загружено несимметрично или имеет несимметричное напластование грунтов относительно вертикальной оси сооружения;

4) скручивание (кручение) возникает при неодинаковом крене сооружения по его длине, особенно при развитии крена в двух сечениях сооружения в разные стороны;

5) горизонтальные перемещения фундаментов возникают при значительных горизонтальных усилиях (распорные конструкции, подпорные стенки), при горизонтальной подвижке массива грунтов в случае оползней откосов и подработке территории.

1.8. Аварийные ситуации

Крен сооружения был вызван уменьшением толщины сжимаемого слоя глины под одной стороной фундаментной плиты из-за наличия в этом месте гряды валунов, низкой прочностью водонасыщенного глинистого грунта, высокими темпами загрузки элеватора.

Рис.2. Схема аварии элеватора в Норс – Трансконе

в результате потери устойчивости грунтом основания

Впоследствии силосное здание выровняли с помощью гидравлических домкратов и подвели новые столбчатые фундаменты. Столбы были доведены до скального грунта.

Фундаментом называют подземную или подводную часть сооружения, которая передает нагрузку от сооружения грунту основания и распределяет ее на большую площадь.

Основанием считают слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него, влияющие на устойчивость фундамента и его перемещение.

Подошвой называют нижнюю плоскость фундамента, которой он опирается на грунт.

Верхняя граница между фундаментом и телом сооружения называется обрезом фундамента.

Высота фундамента – расстояние по вертикали от обреза до подошвы фундамента.

Расстояние от верхней границы грунта до подошвы фундамента называется глубиной заложения фундамента (d_ф).

Слой грунта, в котором расположен фундамент, называется несущим слоем. Слой грунта, расположенный под несущим слоем, называется подстилающим слоем.

Все фундаменты делятся на два типа:

1. Фундаменты мелкого заложения (ФМЗ)

2. Фундаменты глубокого заложения (ФГЗ)

Основания бывают двух видов:

1. Естественное основание (сложенное природными грунтами)

2. Искусственное основание (укрепленный или уплотненный грунт)

Исходные данные для проектирования оснований и фундаментов. Сведения о конструктивных особенностях зданий и сооружений. Нагрузки и воздействия, которые учитываются при расчете фундаментов и оснований.

Нагрузки, передаваемые на фундаменты, делятся на постоянные и временные. Постоянные – это нагрузки, прикладываемые на фундамент в период строительства и действующие в течение всего периода эксплуатации (собственный вес конструкции и давление грунта). Временные – это нагрузки, прикладываемые на фундамент в отдельные периоды строительства или эксплуатации. Они могут увеличиваться, уменьшаться или исчезать полностью. Временные нагрузки можно подразделить на:

1. Длительно действующие

К длительно действующим относятся нагрузки, которые наблюдаются в течение продолжительного времени (вес оборудования).

К кратковременным относятся нагрузки, действующие непродолжительное время (нагрузка от транспорта, веса людей, снеговая и ветровая).

Особые нагрузки возникают в исключительных случаях (сейсмические, обусловленные резкой просадкой, а также на подрабатываемых территориях).

Все перечисленные нагрузки могут воздействовать на основание и фундамент в самых различных сочетаниях. В зависимости от того какие нагрузки оказывают воздействие на конструкцию различают следующие их сочетания:

1. Основные сочетания нагрузок:

b. Временно или длительно действующие

2. Особые сочетания нагрузок:

b. Временно или длительно действующие

d. Одна из особых нагрузок

Также нагрузки различают:

Постоянные нормативные нагрузки определяют путем умножения объема конструкции на удельный вес материала N=V*γ.

Временные нормативные нагрузки определяются по СНиПу 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» с учетом районов, в которых ведется строительство и особенностей проектируемого сооружения.

Расчетные нагрузки определяются путем умножения нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке.

Расчет оснований и фундаментов, как и всех строительных конструкций, выполняется по предельным состояниям.

Основания рассчитывают по двум предельным состояниям:

1. Расчет по прочности и устойчивости (по несущей способности)

2. Расчет по деформациям

Расчет оснований по несущей способности производится на основное и особое сочетание расчетных нагрузок (при наличии особых нагрузок). Расчет оснований по деформациям производится на основное сочетание нормативных нагрузок (расчетных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке).

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.

Фундаменты мелкого заложения – самое распространенное основание для частного дома. Его преимуществами помимо сниженных затрат на изготовление являются сокращение сроков возведения и возможность устройства на сложных грунтах – песчаных, пучинистых, мерзлых и т.п. От обычного фундамента мелкозаглубленный отличается только глубиной погружения в грунт – его подошва не опускается ниже уровня промерзания, а общая высота не превышает 200 см.

МЗФ в малоэтажном строительстве

Большинство загородных коттеджей и дачных домов – это одно- или двухэтажные строения, обладающие сравнительно небольшим весом. А большая часть отдаваемых под застройку земель отличается сложным составом грунта. Особенно трудным считается строительство на насыщенных влагой пучинистых грунтах. Зимой они неравномерно увеличиваются в объеме из-за замерзающей воды и давят на подошву и стенки основания, разрушая его.

Выталкивающую силу грунта можно уравновесить соответствующей нагрузкой на фундамент, но для этого здание должно быть достаточно тяжелым, а частный дом таким не является. Другим решением проблемы может стать заглубление подошвы фундамента на такую глубину, на которой земля не промерзает, но в этом случае основание получится чрезмерно мощным и неоправданно дорогим, а большая площадь его стен будет подвергаться сильному боковому давлению.

Поэтому оптимальное решение – это мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома. Боковые нагрузки на него практически не влияют, и если правильно выполнить расчет по нагрузкам и подумать над утеплением основания, оно будет надежно выполнять свои функции. При этом снизятся финансовые, материальные, временные и физические затраты на его возведение.

Подобными расчетами должны заниматься специалисты, особенно если речь идет о загородном доме для постоянного проживания, и отражать их в проекте. Но в деревнях и на садовых участках строительство обычно ведется без проекта. В таких случаях следует использовать хотя бы онлайн-калькулятор МЗЛФ.

Глубина заложения – это расстояние от подошвы фундамента до уровня земли, она обычно составляет не более 50-60 см. При этом толщина подушки из песка и гравия под подошвой не учитывается. А высота фундамента – это расстояние от подошвы до обреза, верхней горизонтальной плоскости, принимающей на себя нагрузку от здания.

Фундаменты мелкого заложения – это универсальное основание для частных домов малой этажности и других построек из дерева, легких бетонных блоков, каркасных и модульных строений. Он не подходит для многоэтажного строительства и имеет ограничения для зданий из кирпича, камня, тяжелого бетона. Возможность его применения зависит от толщины таких стен и высоты постройки, с увеличением которых увеличивается и нагрузка на основание и грунт.

Такое основание должно жестко и качественно армироваться, чтобы образовалась прочная конструкция, которая при пучении грунта будет не деформироваться, а равномерно перемещаться вместе со стоящим на ней домом.

Виды и технологии возведения МЗФ

По виду материала фундаменты бывают:

бетонными;
железобетонными;
бутобетонными.

По способу заложения:

монолитными;
сборными из готовых блоков;
сборно-монолитными с заливкой бетона в промежутки между блоками.

По конструкции мелкозаглубленный фундамент для малоэтажных домов бывает плитным или ленточным, а для легких построек типа беседок, террас, хозблоков и легких каркасных домов допускается использование столбчатых оснований.

Ленточный

Это самый распространенный тип оснований, отличающийся быстрым возведением, простотой сооружения и наименьшей стоимостью. Он чаще всего изготавливается из армированного бетона или бутобетона. Второй вариант более трудоемкий, так как требует послойной укладки камней в опалубку с заливкой их раствором и армирования верхнего слоя для увеличения прочности.

В сечении мелкозаглубленная лента может быть прямоугольной, трапециевидной, Т-образной.

Чтобы получить надежное основание, успешно противостоящее подвижкам грунта и не деформирующееся под весом дома, необходимо последовательно выполнять все требования технологии его возведения.

Территорию строительства очищают, снимают верхний слой грунта. Он очень рыхлый, с большим количеством органики, поэтому не может служить основанием для фундамента. Дно подготовленной площадки выравнивают.

Размечают внутренние и внешние углы с учетом ширины фундамента по подошве. Если грунт осыпающийся, разметку делают шире на толщину опалубки, чтобы иметь возможность установить её в траншею.

Траншею под мелкозаглубленный фундамент для дома копают вручную или с помощью техники. Её глубина выбирается с учетом толщины подушки. Дно траншеи трамбуется.

Задача песчано-гравийной подушки помимо выравнивания дна траншеи заключается в том, чтобы заместить собой водонасыщаемый пучинистый грунт. Она будет отводить из-под подошвы лишнюю воду и принимать на себя давление нижерасположенных слоев грунта.

Состав и высота подушки определяются на основании анализа почвы и высоты стояния грунтовых вод. Как правило, сначала на дно засыпают крупнозернистый песок слоем не менее 15 см в утрамбованном состоянии. Трамбуют его послойно, проливая водой. Затем идет слой мелкого гравия или щебня примерно той же толщины, который тоже трамбуется.

Опалубка может устанавливаться на подушку или на грунт по краям траншеи. В любом случае уровень её верхнего среза должен соответствовать высоте фундамента, его обрезу. Чтобы ленточный фундамент мелкого заложения имел ровные и гладкие стены, опалубку собирают из цельных щитов или точно подогнанных досок без щелей между ними.

Внутренние стенки опалубки закрывают пленкой или обмазывают отработанным маслом для лучшего отлипания при демонтаже.

Каркас должен состоять минимум из двух поясов прутьев сечением не менее 10 мм, соединенных вертикальными стержнями. Все стыки соединяются вязальной проволокой. В траншее его устанавливают на подставки из кирпича или камня, чтобы он не касался дна.

Обратите внимание! Габариты каркаса рассчитываются таким образом, чтобы он со всех сторон был окружен бетоном толщиной минимум 5 см.

Видео описание

Пример изготовления и установки армирующего каркаса показан в видео:

Чтобы ленточный фундамент мелкого заглубления не расслаивался и не имел непрочных «холодных» стыков, заливать его необходимо в один прием, используя качественный бетон марки 200 или 300. Опалубку перед заливкой смачивают водой и заливают в неё раствор слоями по 15-20 см. Слой уплотняют штыкованием, затем заливают следующий.

Закончив работу, обрез фундамента выравнивают по краю опалубки и оставляют бетон сохнуть, периодически обрызгивая поверхность водой и накрывая пленкой. Опалубку снимают через 2-3 недели, строительные работы начинают через месяц после заливки.

Свайно-ленточный

Конструкции фундаментов мелкого заложения, усиленные сваями, нельзя отнести к МЗФ, это скорее комбинированный вариант, применяемый на сложных грунтах. От обычного ленточного они отличаются тем, что в подготовленной траншее по углам, на пересечениях и между ними с равным шагом пробуриваются отверстия до прочных непромерзающих слоев грунта.

В каждую лунку опускают каркас из сваренных арматурных прутков, который должен выступать над поверхностью для связки с горизонтальным каркасом ленты. Можно усилить стенки отверстий несъемной опалубкой из асбоцементных труб.

На дно скважин сначала засыпают щебень, затем заливают их бетоном. Далее работы ведутся по уже описанной технологии, но арматурный пояс обязательно соединяется в единую конструкцию с каркасом свай.

Видео описание

В этом видеоролике показано устройство мелкозаглубленного фундамента со сваями и заливкой внутреннего пространства ленты:

Плитный

Основание в виде монолитной плиты обходится дороже, но оно является более надежным. Такой фундамент часто называют плавающим и сравнивают с плотом, который всей плоскостью повторяет движение волн.

Работу по его устройству также начинают с очистки строительной площадки, снятия рыхлого слоя грунта, выполнения разметки по внешним углам и отрывки котлована на глубину заложения плиты. Если УГВ высокий, то по наружному периметру выкапывают и оборудуют дренажные траншеи для отвода воды.

Затем дно котлована выстилается подушкой из песка и щебня с трамбовкой. На подушке расстилают гидроизоляционный материал с проклейкой стыков, поверх которого укладывают плотные теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола. Такая подложка защищает фундаменты неглубокого заложения от воды и промерзания.

После установки опалубки по периметру будущей плиты в ней монтируют стальной каркас из двух решеток, сделанных из арматурных стержней. И заливают эту конструкцию бетоном с обязательным уплотнением глубинным вибратором.

Столбчатый

Столбчатый вид оснований, особенно с небольшим заглублением, является самым ненадежным, поэтому не используется при строительстве ответственных конструкций. Но вполне пригоден как фундамент для сараев, беседок и других небольших легких построек.

Для его сооружения по периметру размеченной ленты выкапывают лунки, ограждают их опалубкой, монтируют в каждую каркас и заливают бетоном. Как вариант, бетонной делают только подземную часть столбов, а верхнюю выкладывают из кирпича или мелких блоков.

Между собой столбы связывают ростверком, который является основанием для возведения стен.

Утепление МЗФ

Мелкозаглубленный ленточный и плитный фундамент будет меньше подвергаться воздействию сил морозного пучения, если его утеплить, тем самым предотвратив промерзание грунта непосредственно под домом.

При заливке плиты теплоизоляционные плиты желательно укладывать не только под её площадь, но и под всю ширину отмостки, и также облицевать им боковые стенки по всему периметру.

По тому же принципу утепляют и мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома из бруса или других материалов. При этом часто допускают ошибку, укладывая утеплитель непосредственно под отмостку. Более правильным и эффективным решением является другая схема, когда вокруг фундаментной ленты откапывают траншею до её подошвы шириной 60 см, выстилают её дно ЭППС толщиной 5 см, такие же плиты наклеивают на внешние стены по всей их высоте. Все стыки между плитами заполняют пеной.

Затем засыпают траншею послойно песком и гравием и заливают отмостку, которая на 15-20 см должна быть шире полосы расположенной под ней теплоизоляции. При таком устройстве утепления силы пучения под фундаментом жилого дома не возникают.

Немного иначе выглядит схема утепления фундамента неотапливаемых зимой зданий, например, пристроенной к дому веранды или гаража. Закладывая под них МЗФЛ фундамент, утеплитель укладывают под его подошву поверх подушки.

Видео описание

Очень доступно принципы утепления мелкозаглубленных оснований описаны в этом видео:

Удобнее и быстрее всего сразу заливать бетон в несъемную опалубку из пенополистирольных плит.

Консервация на зиму

Если вы не успеваете поставить стены в год постройки основания, на зиму оно останется без нагрузки и не сможет уравновесить собственной массой выталкивающие силы пучения. Поэтому его нужно законсервировать, используя следующие способы:

накрыть весь фундамент и грунт вокруг него на ширину в 1 метр двойным слоем ПВХ-пленки;

засыпать по той же схеме соломой, опилками, керамзитом или другим теплоизолятором;
вспахать грунт вокруг фундамента, чтобы уменьшить его плотность, и установить по периметру щиты для снегозадержания.

Коротко о главном

Разные виды фундаментов мелкого заложения позволяют ускорить и удешевить строительство частного дома без ущерба для его надежности даже на сложных песчаных и пучинистых глинистых грунтах. И лента, и плита из сборного или монолитного бетона идеально подходят для зданий из дерева, пено- и газобетона, арболитовых блоков и других легких стеновых материалов. Для кирпичных домов необходим более тщательный расчет нагрузок. А сарай, баню или веранду вполне сможет выдержать столбчатый фундамент с ростверком.

Срок службы любого сооружения – будь то дом, гараж, баня – во многом зависит от прочности основания. На него в свою очередь влияет особенности его конструкции, в частности величина заглубления в грунте и соответствие ее внешним условиям. Разберем, как грамотно выполнить расчет глубины заложения фундамента, что собой представляет данный параметр, на что влияет и от каких факторов зависит, какие существуют способы его определения и расчета, а также в чем заключаются особенности различных видов фундамента.

Глубина заложения фундамента – что это такое и на что влияет

При возведении любого сооружения важно правильно подобрать расстояние от поверхности до нижней точки соприкосновения основания с грунтом. В профессиональной строительной терминологии этот параметр называется глубина заложения фундамента. Ее величина не может быть постоянной, так как зависит от многих факторов и всегда индивидуальна в каждом конкретном случае.

При расчете данной характеристики, прежде всего, учитывается специфика самого строящегося объекта – его архитектура и конструкция, анализируется структура грунта, тип рельефа участка и климатические условия. От того, насколько правильно она будет рассчитана, будет зависеть качество постройки самого сооружения по следующим критериям:

Безаварийный срок службы здания.
Степень проникновения влаги в помещения, влажность воздуха в нем.
Целостность структуры стен и перекрытий.
Стойкость сооружения.
Микроклимат помещений.

Обратите внимание! Только на первый взгляд может показаться, что уровень заглубления основания – величина второстепенной важности и ее можно определять приблизительно. В действительности серьезные последствия для дома на неправильном основании будут ощутимы, уже после первой смены сезона – от колебания уровня грунтовых вод.

Факторы, определяющие глубину заложения основания

При возведении бетонных и железобетонных оснований учитывается 3 основных фактора:

Геологические условия.
Глубина промерзания почвы.
Особенности возводимой конструкции.

Разберем каждый аспект более детально.

Геологические условия

Уровень промерзания грунта – это, пожалуй, самое важное, от чего зависит глубина заложения фундамента. Однако прежде всего на строительном участке определяются две не менее важные характеристики почвы:

Отметка расположения несущего слоя грунта.
Уровень залегания почвенных вод.

В качестве несущей прослойки признается грунт, стойкость которого равна или превышает 150 кПа. При этом, согласно строительным правилам, фундамент должен погружаться в него хотя бы на 20 см. Общая же высота конструкции должна быть не менее 0,5 м.

Грунтовые воды на участке могут подниматься достаточно высоко – намного выше глубины промерзания. При этом строительные нормы обязывают делать закладку фундамента ниже этого значения. Таким образом, получается, что основание дома окажется в воде.

Чтобы исключить негативные последствия переувлажнения, бетонная конструкция гидроизолируется, по периметру с наружной части обустраивается дренажная система. Так как если подошва основания, заглубленного ниже уровня промерзания, защищена от выталкивания при сезонном пучении почвы, то боковые поверхности все равно могут подвергаться разрушающему воздействию этих сил.

Глубина промерзания почвы

Глубина заложения фундамента зависит от уровня промерзания грунта. Объясняется это прежде всего тем, что поверхностные слои почвы, в которых возводится основание дома, зачастую насыщенные влагой, при наступлении холодов расширяются в объеме. Причем величина увеличения может достигать 10 %. В результате поверхностный слой грунта начинает расширяться и при этом далеко не равномерно.

Если фундамент при этом будет находиться в таком слое, на него начнет воздействовать выталкивающая нагрузка. В большинстве случаев это приводит к образованию трещин, разрывов и деформации как самого основания, так и стен дома. Единственный способ избежать этого – заложить фундамент ниже уровня промерзания.

Справка! Глубина промерзания грунта, от которой зависит уровень заложения фундамента, во много зависит от климатических особенностей региона и свойств самого грунта. Чем более морозный климат и более влагонасыщенная почва, тем сильнее этот фактор и тем ниже должно осуществляться заглубление подошвы основания.

Особенности возводимой конструкции

Минимальная глубина заложения фундамента находится в прямой зависимости от следующих особенностей конструкции возводимого сооружения:

Подвала или цоколя.
Водо- или газопровода, электрокабелей и других подземных коммуникаций.
Отдельное основание под котел, бойлер и иное оборудование.
Тип и сила нагрузок, оказываемых на фундамент – масса стен, ветер, снеговые залежи и т. д.

Обратите внимание! Если грунт не обладает свойствами пучения или проявляет незначительную активность и уровень грунтовых вод находится достаточно глубоко, допускается возводить фундамент выше уровня промерзания. Например, если почва промерзает на 2 м, но не достигает водоносного слоя, то подошва основания может располагаться вдвое выше этой отметки – то есть на 1 м глубиной.

Способы определения и расчета

Согласно нормативам СНиП, для правильного определения глубины заложения фундамента в расчете должны учитываться следующие параметры:

Тип грунта.
Усредненная минусовая температура.
Технические особенности здания.
Уровень залегания подземных воды.

Прежде всего рассчитывается нормативный показатель глубины промерзания по следующей формуле:

д 0 – это поправочный коэффициент, зависящий от типа грунта,

√M_t – это корень квадратный из сложения всех минусовых ежемесячных температур за год.

В качестве примера рассмотрим:

Д_fn = 0,28х√(10,3 + 15,4 + 13,2 + 7,6 + 9,4 + 5,6) = 2,19 м.

0,28 – супесь и мелкий песок,

(10,3 + 15,4 + 13,2 + 7,6 + 9,4 + 5,6) – сумма абсолютного значения всех среднемесячных отрицательных температур в году в определенном регионе.

Далее необходимо определить расчетное значение показателя глубины заложения фундамента в соответствии с типом самого строения по следующей формуле:

Величина Д_fn уже рассчитана и равна – 2,19 м,

K_h – поправочный коэффициент, зависящий от типа помещения и температуры в нем.

Например, если дом отапливается, имеет в конструкции утепленный цоколь, но без подвального помещения, то K_h будет равен – 0,7. Исходя из этого получается:

Д_f = 0,7 х 2,19 = 1,53 м.

Рекомендация! На практике уровень расположения подошвы фундамента зависит не только от отметки промерзания грунта, но также глубины грунтовых вод и физических свойств почвы. Однако точно определить это можно только путем проведения геологических изыскательных работ. Поэтому когда нет возможности проведения подобных мероприятий его значение берут равным не менее расчетной величины – то есть Д_f.

Специфика различных видов фундамента

В частном строительстве домов, гаражей, бань и других сооружений применяется несколько основных типов фундамента, для каждого из которых существуют следующие особенности выбора глубины заложения:

Наиболее распространенный и экономически выгодный тип основания. Применяется преимущественно на слабо и вовсе не пучинистых типах грунта. При этом не рекомендуется для возведения на неоднородных и глинистых почвах, а также с повышенным насыщением влаги.

Существуют следующие разновидности ленточного фундамента:

Мелко заглубленный. Погружается на 50 см.
Средне заглубленный. Отметка погружения – 70-100 см.
Достаточно заглубленный. Уровень расположения подошвы – 120-150 см.

В районах холодного климата значение параметра может достигать 2 метров.

В условиях, когда необходимо возвести нетяжелое одноэтажное строение на относительно стабильном грунте, применяется столбчатый фундамент. По структуре он представляет собой вертикальные колонны, расположенные по периметру здания и в местах капитальных стен.

Видео описание

Видео о том, от чего зависит глубина заложения ленточного фундамента и как ее рассчитать:

Столбчатое основание не рекомендуется изготавливать на почвах с нестабильными характеристиками, в глине, а также для тяжелых сооружений. При этом подошва такой конструкции должна располагаться на уровне не менее 20-40 см ниже отместки промерзания почвы.

Монолитная железобетонная плита характеризуется максимальной стабильностью и прочностью. При незначительной глубине заложения данный фундамент имеет ширину, соответствующую габаритам самого строения – дома, бани или гаража.

Как правило, основание в виде монолитной плиты заглубляется не более чем на 0,2-0,5 м, при общей толщине, не превышающей 1-го метра. Фундамент данной модификации становится единой конструкцией с сооружением, благодаря чему защищает его от сил пучения грунта. Однако возведение такого основания достаточно трудоемкое и финансово затратное.

Совет! Если отметка промерзания грунта превышает 2,5 метра, целесообразно использовать фундамент в виде свай или монолитной плиты, а не ленточной модификации.

Видео описание

Видео-инструкция о правильном определении типа грунта и расчете фундамента:

Коротко о главном

Нижняя отметка заложения основания строения относительно поверхности – важнейшая строительная величина. Ее правильный расчет позволяет повысить срок службы сооружения, обеспечить прочность стен и перекрытий, улучшить микроклимат помещения, снизить степень насыщения влагой конструкций и задать общую стойкость здания.

На величину глубины заложения в первую очередь влияют следующие факторы:

Геологические условия участка.
Отметка промерзания грунта.
Специфика конструкции возводимого сооружения.

Для расчета глубины заложения фундамента под дом, баню, гараж или иное сооружение применяются специальные формулы, учитывающие тип грунта, среднюю температуру, особенности здания и уровень подземных вод. Наиболее распространены в частном строительстве ленточный, столбчатый и плитный фундамент. Каждый из них имеет свои особенности возведения и сферу применения.

Читайте также: