Как определить глубину залегания фундамента

Фундаментное основание предназначено для равномерного распределения нагрузки от вышеустановленных конструкций по массиву грунтов, на которых ведется строительство. Необходимость закладки фундамента вызвана тем, что на основание каждого дома в процессе эксплуатации кроме движения грунтов действуют также вес самого строения и изменяющиеся климатические условия. Чтобы противостоять действию этих сил, зданию необходимо прочное и твердое основание, способное принять и равномерно распределить предполагаемые нагрузки. Одним из параметров, определяющих надежность и долговечность строений, является глубина заложения фундаментов, которые могут быть заглубленными, мелкозаглубленными и глубокого заглубления. Последние используются, как правило, при строительстве промышленных или высотных зданий и их расчет отличается высокой сложностью.

Основные факторы, влияющие на глубину заложения фундамента

Чтобы правильно осуществить расчет глубины, необходимо учесть:

• грунтовые подземные воды;
• пластовые расслоения грунтов;
• промерзание грунтов;
• содержание агрессивных составляющих в составе грунта;
• марку используемого материала.

Строительство ленточного основания зависит от места расположения нового дома: рядная застройка или отдельно стоящее здание.

Глубина промерзания грунта

При закладке любого фундаментного основания необходимо иметь в виду, что почва в разных районах имеет разную плотность и водонасыщенность. Узнать об этих особенностях грунта можно у владельцев соседних построек.

Можно воспользоваться специальными картами, где приведены нормативные данные:

Минимальная глубина закладки фундаментов

Фундаментное основание должно закладываться ниже уровня залегания грунтовых вод. В противном случае при вспучивании грунта из-за их замерзания, фундамент может разрушиться, ведь сила сезонных подвижек почвы может составлять от 10 до 15 т/кв.м. При этом неравномерность вспучивания грунта в разных местах участка способна вызвать перекос подушки, что приводит к появлению трещин и в конечном итоге к его разрушению.

Расчетная глубины заложения фундамента осуществляется по формуле Hp = Mt*m*Hh, где:

• Hh — глубина промерзания грунта;
• Mt — коэффициент влияния тепла наружных стен здания (Mt = 0,7-1,0);
• m — коэффициент условий эксплуатации здания (m = 1,1).

Теоретически минимальная глубина залегания фундамента составляет:

• 0,5 м — если нет опасности промерзания почвы, а грунтовые воды не приближаются к основанию фундаментной подушки более, чем на 2 м;
• 0,8 м — для непромерзающих грунтов (песок, гравий и др.);
• 0,8 м — для промерзающих грунтов при условии, что грунтовые воды не приближаются к фундаменту более, чем на 2 м.;
• 1,0 м -для промерзания грунтов.

Среднестатистические расчеты показывают, что величина заглубления фундаментов должна составлять не менее 0,9 м. Однако учитывая климатические условия большинства регионов России, специалисты советуют подошву фундаментного основания размещать на глубине 1,1 м, так как возможно пучение почвы во время сильных морозов, характерных для многих регионов России. Но даже так, такой фундамент будет считаться мелкозаглубленным.

Перед тем как рассчитать ленточный фундамент, нужно обратить внимание, будут ли отапливаться подвальные помещения. Если да, траншею для подошвы основания уменьшают на 20-30%; если нет, лучше ее на 10% увеличить. Кроме того, разрешается уменьшать основание с фундаментом под внутренними стенами возводимой конструкции.

Ступенчатый фундамент — обустройство

Когда различные элементы фундамента должны иметь разную глубину, например, под наружными и внутренними стенами и т.д., переход от одной глубины заложения его подошвы к другой должен осуществляться плавно.

На примере фундамент для двухэтажного дома из кирпича рассмотрен расчет этого перехода на практике:

Если столбчатое фундаментное основание выполнено из стандартных бетонных блоков, длина ступеней (Ly), при помощи которых осуществляется плавный переход от одной отметки к другой, должна удовлетворять условиям соотношения Ly/hy ≤ 0,5 м.

Влияние соседних зданий и сооружений

Кроме величины промерзания грунта и уровня залегания грунтовых вод на глубину закладки фундамента существенно влияет расположение:

• фундаментов соседних, особенно примыкающих зданий;
• инженерных коммуникаций и подпольного канала;
• подвального помещения.

Обустройство примыкающих фундаментов

Влияние фундаментных оснований рядом стоящих объектов на примыкающие к ним основания вновь строящихся зданий рассмотрено на схеме:

где 1, 2, 3 — варианты глубины вновь строящегося здания.

При постройке нового дома рядом с уже существующими зданиями наиболее целесообразно применять вариант 2, в котором фундаменты рядом стоящих зданий располагаются на одном уровне. Но даже в этом случае, чтобы избежать дополнительного воздействия на основание существующего дома, рекомендуется обустроить разделительный шпунт.

Использовать 1 и 3 вариант не рекомендуется по таким причинам:

• При заглублении фундамента выше примыкающего строения (вариант 1) за счет дополнительного бокового давления возникает опасность появления дополнительных неравномерных осадок. Во избежание этого явления вновь закладываемое основание должно быть отодвинуто от существующего здания на расстояние L, величина которого определяется из соотношения ∆H/L ≤ tgφ.
• При расположении опорной поверхности строящегося здания глубже имеющегося здания (вариант 3) возможен выпор грунта под ранее заложенным фундаментом во время проведения работ.

Влияние инженерных коммуникаций и подпольных каналов

Как влияют инженерные коммуникации на оптимальную глубину закладки фундаментных оснований, показано на схеме

Подпольные каналы, используемые при прокладке инженерных коммуникаций, имеют заданные отметки по высоте. При этом необходимо, чтобы подошва нового фундамента располагалась ниже подпольного канала на величину не менее 0,2 м.

Кроме того, нужно исключить выпирание и промерзания грунта со стороны подвального помещения при проведении работ. Поможет этому выполнение условия dmin ≥ 0,5 dfn.

Влияние способа проведения работ

Глубина заложения фундамента строящегося здания предопределяет выбор способа, которым предполагается проводить земляные работы. В свою очередь выбранный способ проведения работ также оказывает существенное влияние на глубину его закладки. Связано это с тем, что очень часто необходимость использования максимального количества сборно-механизированных работ не всегда совпадает с возможностями строительной организации. Как соотносятся два эти фактора между собой в конкретных геологических условиях, рассмотрено на схеме:

Представленный на схеме геологический разрез участка строительства предопределяет способы заглубления в зависимости от разных способов выполнения работ.

• В первом варианте грунт представляет собой пылеватый песок, относящийся к категории слабых грунтов. Как правило, это требует обустроить гибкий плитный фундамент достаточно большого размера, требующего от строителей минимального объема земляных работ.
• Во втором варианте подошва здания заглубляется в слой суглинка, что позволяет спроектировать ее с минимальными размерами ширины и толщины. Однако при этом от строительной организации потребуется вырыть глубокий котлован и дополнительно укрепить его стенки. Обустройство искусственного водоотлива будет в данном случае тоже нелишним.
• Третий вариант, предполагает возведение свайного основания, для которого характерны минимальные объемы земляных работ и операций по заливке бетона. Но в этом случае потребуются дополнительные технологические приемы и наличие специальной техники для установки свай.

Окончательное решение по выбору того или иного варианта обустройства фундамента осуществляется совместными усилиями проектировщиков, инженеров строительной организации и заказчика. Принятый вариант в любом случае должен опираться на глубокий анализ технико-экономических характеристик будущего строения – только в этом случае можно гарантировать долговечность и надежность возводимого здания.