Глава 3. Определение глубины заложения подвала.
Определение глубины заложения фундамента мелкого заложения исходя из конструктивных особенностей:.
2) Определение глубины заложения фундамента мелкого заложения исходя из глубины сезонного промерзания для супесей в районе строительства:
где dfn – нормативная глубина сезонного промерзания, определяемая по СниП; kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый 0,6 где Mt– безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе Mt = 42,6; d0 = 0,3 м– величина , зависящая от вида грунта(песок). Нормативная глубина промерзания dfn = 0,33√42,6 = 1,96 м Расчётная глубина промерзания df = 0.6 31,96 = 1,18 м Т. к. расчетная глубина сезонного промерзания грунта df = 1,18м, окончательно принимаем глубину заложения подошвы фундамента исходя из конструктивных особенностей d = 2,1м.
Глава 4. Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения
Размер площади подошвы подбирается методом последовательных приближений по условию pII < R Для этого задаемся как минимум тремя размерами b ширины фундаменты, так как площадь ленточного фундамента равновелика его ширине (А=b*1пог.м=b). Стена 1 ,, Нагрузки от стены на отметке пола подвала равны: NII = 1(244+30) =274 кН/м Определяем среднее давление pII,i под подошвой фундамента для каждой ширины. Где NфII – нагрузка от веса еще не запроектированного фундамента, определяющаяся по приближенной формуле: NфII=bi . 1 . d . ɤср Определяем расчетное сопротивление рабочего слоя основания (слой №3) R = , где где,-коэффициент условия работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием; =1,4 =1,0 – для гибкой конструкции. k — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,0 т.к. прочностные характеристики грунта φ3=32º и c3=0 определялись непосредственными испытаниями — коэффициенты, зависящие от расчетного значения угла внутреннего трения несущего слоя грунта;=1.34, = 6.34, =8.55 1 20 кН/м 3 , 19,4 кН/м 3 cII = 0 кПа — приведенная глубина заложения db = 1,6 – расстояние от планировочной отметки до пола подвала R1 = R2 = По полученным данным строим график R=f(b) и pII=f(b) и находится точка их пересечения. Ориентировочная ширина ленточного фундамента b=1,1 м. Принимаем ФЛ12.24-3 с шириной b=1,2 м. Определяем новое значение R R = Проверяем среднее давление под подошвой фундамента: QII = (1,2*0,3*24+0,4*0,6*22*4+0,4*0,2*22)=31,25 кН/м GII =0,4*1,8*1*20=14,4 кН/м Условия pIIСтена 2 ,, Нагрузки от стены на отметке пола подвала равны: NII = 1(244+30) =365 кН/м Определяем среднее давление pII,i под подошвой фундамента для каждой ширины. Определяем расчетное сопротивление рабочего слоя основания (слой №3) R = , где где,-коэффициент условия работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием;=1,4 =1,0 k — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,0 т.к. прочностные характеристики грунта φ3=32º и c3=0 определялись непосредственными испытаниями — коэффициенты, зависящие от расчетного значения угла внутреннего трения несущего слоя грунта;=1.34, = 6.34, =8.55 1 20 кН/м 3 , 19,4 кН/м 3 cII = 0 кПа — приведенная глубина заложения db = 1,6 – расстояние от планировочной отметки до пола подвала R1 = R2= По полученным данным строим график R=f(b) и pII=f(b) и находится точка их пересечения. Ориентировочная ширина ленточного фундамента b=1,15 м. Принимаем ФЛ12.24-3 с шириной b=1 м. Определяем новое значение R R = Проверяем среднее давление под подошвой фундамента: QII = (1,2*0,3*24+(1,2-0,4)*0,2*22+0,4*0,6*4*22)=33,28 кН/м Условия pII
Какая должна быть глубина фундамента в доме с подвалом?
Устройство полноценного подвального помещения под домом требует увеличения глубины заложения фундамента.
Глубина заложения (помимо всех факторов, которые учитываются для фундаментов без подвала) определяется с такого расчета, чтобы верх подошвы фундамента (монолитной плиты под фундамент) был в уровне или ниже горизонтальной паро-гидро изоляции подвала.
Делается это для того, чтобы соединить в одном уровне горизонтальную изоляцию между подошвой и фундаментом с горизонтальной изоляцией пола фундамента.
Если принято решение о возведении дома с подвалом, следует учесть, что стоимость возведения нулевого цикла увеличится в два и более раз по сравнению с о стоимостью фундамента под строение без подвальной части.
Удорожание происходит из-за:
- увеличения объема грунта, который предстоит вынуть из котлована и транспортировать (вывести с объекта) его. Учитывая то, что глубина заложения фундамента увеличится и весь грунт под домом нужно убрать, то по сравнению с траншеей под ленточный фундамент, объем земляных работ увеличивается в 6-10 раз;
- так как на конструкцию ленточного фундамента грунт будет давить только с одной стороны, чтобы противостоять возможным горизонтальным смещениям ленты фундамента, его придется усиливать — увеличивать толщину стены подвала и обеспечивать адекватное армирование (согласно пункту 8.3.6 СП 52-101-2003 шаг вертикальной и горизонтальной арматуры должен быть не более 40 см ). Из-за бОльшего веса фундамента придется также увеличить и ширину подошвы фундамента. Фундамент предпочтительнее возводить монолитным, а не сборным, к примеру из блоков ФБС или других стеновых материалов. При устройстве обратной засыпки или в будущем от сил морозного пучения грунта сборная высокая стена может рухнуть.
Чтобы снизить воздействие на фундамент сил пучения, обратную засыпку нужно делать средним или крупнозернистым речным песком, который хорошо «дренируется». Засыпку и трамбовку необходимо начинать с углов строения;
- для устройства вертикальной гидроизоляции фундамента без подвала достаточно обмазочной или рулонной изоляции или применение, например высоко марочного бетона с гидрофобными добавками, который повышает морозостойкость фундамента и вертикальная гидроизоляция не требуется.
В случае с подвалом нужно сделать надежную гидроизоляцию, например из битумной мембраны на основе полиэстера или стекловолокна. Рекомендуется также утеплить стены подвала экструдированным пенополистиролом и защитить фундамент от повреждения изоляции при обратной засыпке, трамбовке и усадке грунта. Наружное утепление защитит внутреннюю поверхность стен от образования конденсата и повышения влажности в подвале;
- так как глубина заложения фундамента увеличивается, в обязательном порядке придется учитывать уровень грунтовых вод по периметру всего дома и делать искусственное понижение воды с помощью самоточной или принудительной дренажной системы;
- не последнюю роль играет хорошо продуманная вентиляция подвального помещения. Нужно учитывать не только вентиляцию из-за повышенной влажности, но и потенциальную угрозу для здоровья обитателей дома — скопление в не вентилируемых помещениях почвенного радиоактивного газа РАДОН. Мероприятия требуют особого подхода к дренажной подушке под полы из щебня без песочного заполнителя и принудительного разрежения воздуха в подвале для удаления радона из помещения.
Иногда выходит целесообразнее и дешевле построить дополнительную наземную постройку, чем устраивать подвал под домом.
Глубина заложения фундаментов
Минимальная глубина заложения фундаментов под наружные конструкции сооружений, возводимых на всех грунтах, кроме скальных, должна быть не менее 0,5 м от поверхности планировки участка. В зданиях с подвалами приведенная глубина заложения подошвы фундаментов относительно пола должна быть не менее 0,5 м; при плотных или утрамбованных грунтах допускается не заглублять фундамент в грунт, т.е. принимать глубину заложения равной толщине подготовки под полы и пола подвала.
Глубина заложения фундамента относительно пола подвала Нп рассчитывается по формуле:
Нп = (h, + h2)(Vn + V6)/Vrp
Эту величину можно рассчитать так: Нп = (10 + 12)(1,6 + 2,2)/1,65 = 51 см,
где h1 — подготовка под полы толщиной 10 см из песка объемной массой Vn = 1,6 т/м3; h2 — бетонный пол подвала толщиной 12 см, объемная масса бетона V6 = 2,2 т/м3.
Vrp = 1,65 т/м3
Глубина заложения фундамента находится в непосредственной зависимости от глубины промерзания грунтов, а также от уровня грунтовых вод.
Глубина заложения фундамента с учетом условий возможности пучения грунтов при промерзании
Вид грунтов | Расстояние от поверхности планировки до уровня грунтовых вод в период промерзания грунтов | Глубина заложения фундамента от поверхности планировки |
1. Скальные и крупнообломочные грунты, а также пески гравелистые, крупные и средней крупности | Любое | Не зависит от расчетной глубины промерзания |
2. Пески мелкие и пылеватые, а также супеси твердой консистенции | Превышает расчетную глубину промерзания на 2 м и более | То же |
3. Пески мелкие и пылеватые, супеси независимо от их консистенции | Менее расчетной глубины промерзания или превышает ее менее чем на 2 м | Не менее расчетной глубины промерзания |
4. Супеси пластичной и текучей консистенции | Любое | То же |
5. Суглинки и глины с твердой консистенцией | Превышает расчетную глубину промерзания на 2 м и более | Не зависит от расчетной глубины промерзания |
6. Суглинки и глины мягкопластичной консистенции | То же | Может назначаться менее расчетной глубины промерзания при условии защиты грунтов основания от увлажнения поверхностными водами, а также от промерзания в период строительства и эксплуатации |
7. Суглинки и глины текучепластичной и текучей консистенции | Любое | Не менее расчетной глубины промерзания |
8. Суглинки и глины независимо от их консистенции | Менее расчетной глубины промерзания или превышает ее менее чем на 2 м | То же |
Примечания:
Глубина заложения фундаментов внутренних стен отапливаемых зданий назначается без учета промерзания грунтов при условии защиты грунтов от увлажнения и промерзания с начала строительства до ввода сооружения в эксплуатацию.
Глубина заложения фундаментов стен зданий с неотапливаемыми подвалами при грунтах, указанных в п. 3, 4, 6—8 данной таблицы, назначается, считая от пола здания, равной половине расчетной глубины промерзания.
Коэффициент влияния теплового режима mt на промерзание грунтов
Тепловой режим здания и конструкции пола | Значения mt |
Регулярно отапливаемые здания с расчетной температурой воздуха в помещении не ниже 10°С и полами: | |
на грунте | 0,7 |
на лагах по грунту | 0,8 |
на балках | 0,9 |
Прочие здания (в том числе и с неотапливаемым техническим подпольем) | 1 |
Примечание. Глубина промерзания грунтов при теплозащите определяется специальным расчетом.
Н = mtHн
где mt — коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен; Hн — нормативная глубина промерзания.
При наличии супесей и мелких или пылеватых песков нормативная глубина промерзания должна быть увеличена на 20%.
Уровень подземных грунтовых вод оказывает существенное влияние на поведение многих грунтов. Более хорошими условиями для будущего фундамента будут такие, при которых глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод. И, наоборот, тяжелыми условиями считаются условия, когда глубина промерзания больше глубины грунтовых вод.
В последнем случае по мере усиления морозов будет увеличиваться и глубина промерзания грунта. Когда глубина промерзания достигнет уровня подземных грунтовых вод, начнется их превращение в лед, а вместе с этим и вспучивание, «вздутие» грунта. Это неприятное явление усугубляется еще и тем, что вспучивание практически никогда не бывает равномерным и в разных местах фундамента подъем грунта будет неодинаковым. Следствие этого — перекос фундамента, перераспределение нагрузок в нем и во всем строении, возможность появления трещин как в самом фундаменте, так и в стенах дома. Если бы процесс шел равномерно, то проблеме вспучивания грунта не нужно было бы уделять столько внимания — зимой дом равномерно бы приподнялся, а весной равномерно бы опустился. К сожалению, это недостижимо и по ряду других причин.
Если уровень грунтовых вод высок и их захватывает глубина промерзания, можно выбрать один из способов выхода из такой ситуации:
- учесть этот фактор при выборе надежного варианта фундамента, не считаясь с увеличением сметы на строительство;
- провести работы, если это возможно, для гарантированного понижения уровня грунтовых вод (осушение, прокладка дренажных канав и т.д.).
Устройство фундаментов на водоносных песчаных или супесчаных грунтах со свободным горизонтом воды выше отметки подошвы должно сопровождаться понижением уровня грунтовых вод до отметки на 0,5 м ниже дна котлована.
Глубина заложения фундамента
Вопрос от клиента: «Добрый день, специалисты СК «Установка Свай». Мы с братом занимаемся строительством коттеджа из пенобетона в Подмосковье. Планируем возводить его на мелкозаглубленном фундаменте ленточного типа, но сомневаемся, применимо ли такое основание в условиях местных грунтов. Подскажите, как правильно выбрать глубину закладки фундамента. С уважением, Виктор Романович»
Оглавление:
- Что нужно учесть при вычислении глубины заложения
- Геологические характеристики объекта
- Особенности конструкции здания
- Глубина промерзания почвы
- Как и чем определить глубину заложения
- Глубина заложения — СНиП
- Глубина заложения ленточного фундамента
- Глубина заложения мелкозаглубленного фундамента
На данной странице приведена информация о глубине заложения железобетонных фундаментов и методике ее определения. Мы рассмотрим требования СНиП, которыми нормируется данный процесс, и типовую глубину размещения оснований заглубленного типа и МЗФ.
Что нужно учесть при вычислении глубины заложения
Проектирование любого железобетонного фундамента начинается с расчета требуемой глубины закладки основания. Глубина заложения — это расстояние между нижним контуром опорной пяты фундамента и уровнем грунта на участке под застройку.
Исходя из глубины заложения все ЖБ основания классифицируются на три группы:
- Незаглубленные — опорная подошва размещена на поверхности грунта (применимы лишь в условиях высокоплотных, каменистых пород);
- Мелкозаглубленные (МЗФ) — опущенные в почву на 30-80 см (используются в несклонной к пучении почве);
- Глубокого заложения — опущенные в почву на 80-180 см. (единственный возможный вариант ленточного фундамента в проблемной почве).
Рис. 1.1: Виды фундаментов по способу заглубления
Согласно положениям действующих СНиП на глубину заложения основания оказывают влияние следующие факторы:
- Геологические характеристики участка под застройку;
- Особенности конструкции и габариты обустраиваемого здания;
- Глубина промерзания грунта.
Важно: при проектировании глубины закладки основания расчет ведется по каждому фактору индивидуально, и в качестве итогового показателя используется максимальная полученная глубина.
Геологические характеристики объекта
Во многих случаях поверхностный слой грунта на строительной площадке представлен пластом слабой, низкоплотной почвы, не обладающей требуемой несущей способностью. Опорную подошву фундамента нельзя закладывать в таком грунте, поскольку здание не получит достаточной надежности и устойчивости.
Чтобы определить, на какой глубине размещен несущий пласт грунта на площадке проводятся геодезические изыскания, в процессе которых бурятся скважины и берется забор керна для лабораторного анализа. Как несущий пласт грунта рассматривается слой почвы, фактическое сопротивление которого равно либо больше 150 кПа.
Требования к глубине закладки фундамента по геологическим условиям следующие:
- Опорная пята фундамента должна углубляться в несущий пласт грунта на 20 и больше см;
- В поверхностные напластования высокоплотных пород (глинистых, песчаных, супесях) МЗФ нужно углублять минимум на 30 см.
Дополнительным фактором, оказывающим влияние на фундамента закладки основания, является уровень грунтовых вод. Оптимальным для строительства вариантом считается низкий УГВ, при котором основание в процессе эксплуатации не контактирует с грунтовой влагой.
Рис. 1.2: Схема соотношения УГВ и уровня промерзания почвы на участке
Если же такое размещение неприменимо (УГВ высокий, а фундамент нужно закладывать на глубину 1.5-2 м), при строительстве проводится водопонижение либо вокруг фундамента создаются дренажные каналы.
Особенности конструкции здания
На глубину закладки ЖБ основания влияют следующие характеристики строящегося сооружения:
- Массогабаритные характеристики;
- Величина нагрузок, которым будет подвергаться основание в процессе эксплуатации (воздействия от веса здания, снегового и полезного давления);
- Характер распределения нагрузок (необходимость усиления фундамента в отдельных местах — при установке тяжелого производственного оборудования и т.д.);
- Наличие либо отсутствие подвала или цокольного этажа.
Рис. 1.3: Варианты фундамента в домах с цокольным этажом
Важно: при обустройстве цокольного этажа заглубление столбчатых фундаментов выполняется на 1.5 м. ниже полового перекрытия, ленточных — на 0.5 м. ниже.
Глубина промерзания почвы
Одним из основополагающих факторов, влияющих на глубину закладки основания, является уровень промерзания земли в зимний период, от которого зависит пучинистость грунта.
Важно: пучинистость — это свойство насыщенного водой грунта увеличивать свои объемы в процессе промерзания (из-за перехода влаги из жидкого в твердое состояние), что приводит к деструктивным выталкивающим нагрузкам на фундаментную ленту, которые могут стать причиной деформации оснований, трещин на стенах и перекрытиях.
К почве, имеющий высокую склонность к пучению, причисляют следующие виды грунта:
- Насыщенные грунтовыми водами пески;
- Песчаный грунт с большим количеством пылистых частиц;
- Пластичный глиняный грунт;
- Суглинок.
Рис. 1.4: Нагрузка пучения на фундамент глубокого заложения и МЗФ
В грунтах, имеющих среднюю и высокую склонность к пучению, фундамент всегда должен закладываться ниже глубины промерзания — при таком расположении на фундамент не действуют нагрузки от вертикального пучения.
Как и чем определить глубину заложения
Базовый фактор, согласно которому ведется расчет глубины закладки фундамента — уровень промерзания земли. Высчитать его можно по нормативным формулам, представленных в рекомендациях Строительных Норм и Правил. В качестве примера приводим данный расчет для типичных грунтовых условий г. Москва.
Первоначально нужно высчитать расчетную величину уровня промерзания грунта следуя формуле: , где:
K0 — индивидуальный для каждого вида грунта коэффициент:
- 0.24 — для глин, суглинков;
- 0.28 — для песков и супесей;
- 0.3 — для крупных песчаных пород;
- 0.35 — для твердой скальной почвы.
— корень квадратный, полученный из суммы минусовых температур, наблюдаемых в течении года в конкретном регионе. Данная величина приводится к нормативном документа СНиП 21.01.99 «Климатология строительства» (подпункт № 5.1).
Приводим среднегодовые температуры для Московской области:
Рис. 1.5: Среднемесячные температуры в Московской области
Исходя из таблицы (используются только выделенные красным числа) корень минусовых температур будет — 4.79 градусов.
Получив требуемые исходные данные можно воспользоваться основной формулой (берем коэффициент для преобладающей в Подмосковье глинистой почвы): Kfn = K0 = 0.23 х 4.79 = 110 см
Зная расчетный уровень промерзания грунта по региону можно высчитать глубину промерзания под определенным зданием. Расчет ведется с применением формулы: Df = Кh x Kfn, где:
- Kfn — расчетный уровень промерзания;
- Kh — коэфф. промерзания.
Важно: велична Kh разная у неотапливаемых и отапливаемых построек. Если сооружение неотапливается, но находится в регионе, обладающем среднегодовой температурой выше нуля, коэфф. составляет 1,1.
Величина коэффициента промерзания отапливаемых построек приведена в таблице:
Рис. 1.6: Коэффициенты промерзания почвы под зданиями
Исходя из коэффициента и общей глубины промерзания земли можно высчитать уровень промерзания под определенным сооружением и установить требуемую глубину закладки фундамента.
Рис. 1.7: Таблица для определения глубины закладки фундамента
Важно: без точной информации о текучести и глубине грунтовых вод рекомендуем предусматривать дополнительный запас надежности, и использовать глубину закладки «не меньше DF».
Глубина заложения — СНИП
Вышеуказанные расчетные формулы и особенности проведения вычислений, направленных на определение глубины размещения фундамента, приведены в документе СНиП № 2.02.01-83 «Основания домов и сооружений» (09.11.1985 года)
Глубина заложения ленточного фундамента
Все ленточные фундаменты классифицируются согласно глубине размещения на два типа:
- Мелкозаглубленные;
- Глубокого заложения.
Основания глубокого заложения применяются в грунте, склонном к морозному пучению. При такой конфигурации опорная подошва ленты защищается от вертикальных нагрузок пучения, которые имеют наибольшие деструктивные воздействия. Также заглубленные ленты применяются на участках со слабыми поверхностными грунтами.
Рис. 1.8: Схема фундаментной ленты глубокого заложения
На данном фундаменте можно строить дома высотой 1-3 этажа из следующих материалов:
Важно: опорная подошва ленты глубокой закладки располагается ниже уровня промерзания земли на 30-35 см.
Закладывать ленты на глубину более 2-ух метров финансово не выгодно, в таких условиях имеет смысл заменить ленточное основание на более дешевый и надежный фундамент из ЖБ свай.
Глубина заложения мелкозаглубленного фундамента
Мелкозаглубленные ленты обустраиваются в не подвергающихся пучению грунтах, при монтаже такого фундамента уровень промерзания почвы не учитывают. Основания данной конфигурации пригодны для обустройства легких 1-2 этажных зданий.
Рис. 1.9: Схема МЗФ
Ввиду высокого расположения опорной подошвы ленты (30-80 см), основания мелкого заложения неприменимы в условиях слабого поверхностного пласта грунта. Они не используются в следующих видах грунта:
- Торфяники, илистая почва;
- Искусственно сформированные насыпи;
- Грунт, подвергающихся горизонтальным сдвигам;
- Заболоченная почва.
Важно: на территориях с твердой скалистой почвой ленты мелкого заложения заменяются на незаглубленные основания, которые размещаются непосредственно на поверхности грунта.
Рис. 2.0: Схема незаглубленной фундаментной ленты
При строительстве в условиях глинистых грунтов, преобладающих в центральной части РФ, рекомендуемый уровень заглубления МЗФ составляет 70-80 см.
Полезные материалы
Осадка свайного фундамента
На данной странице представлена информация об осадке свайного фундамента . Вы узнаете, что это за процесс и какие факторы на него влияют.
Свайный фундамент своими руками — пошаговая инструкция
В данной статье приведена детальная инструкция по собственноручному монтажу фундамента из буронабивных свай .
Фундамент под ключ
СК «Установка Свай» предоставляет услуги по созданию фундаментов на сваях под ключ — мы готовы взять на себя реализацию всех этапов свайных работ.