Какая должна быть глубина ленточного фундамента?

Теплоизоляция мелкозаглубленного ленточного фундамента

, заложенного на малую глубину, обеспечивает защиту почвы под ним от промерзания. Изоляция препятствует проникновению холода через бетонную структуру к зонам под фундаментной подошвой. Таким образом предотвращается промерзание и сдвиги грунта под основанием.

Теплоизоляцию мелкозаглубленного ленточного фундамента выполняют экструдированным пенополистиролом, неразлагающимся во влажной почве. Его теплоизоляционные свойства пропорционально улучшаются с увеличением толщины. Лист ЭПС толщиной 2,56 см обладает таким же сопротивлением теплопередаче, как 120 см грунта. Применив теплоизолятор с такой толщиной, можно считать, что глубина фундамента условно увеличилась на 120 см дополнительно.

По такой технологии уже долгое время закладываются фундаменты в Скандинавии и Северной Америке. Из-за мерзлоты глубина заложения их не превышает, как правило, 40 см. Но при этом закладывается качественная горизонтальная и вертикальная изоляция. Она предотвращает промерзание грунта под основание и вспучивание почвы.

В любом случае окончательная величина заглубления основания определяется сравнением нескольких вариантов конструктивных решений. Находится оптимальное соотношение технических характеристик и сметной стоимости сооружения. Если поблизости от участка, где вами планируется строительство дома, уже есть сходное по типу построенное здание, посоветуйтесь с его владельцем. Возможно, он производил исследование свойств грунта и расчеты по определению величины заглубления фундамента своего домостроения. вы сможете воспользоваться готовыми данными.

Виды МЗЛФ

Для малоэтажных домов подходит мелкозаглубленный фундамент нескольких типов:

• сборно-монолитный ленточного типа (серия 20, глубина 40 см);
• сборно-монолитный (серия 60, глубина 80 см);
• ленточный монолитный (серия 20, глубина 40 см);
• ленточный монолитный (серия 60, глубина 80 см);
• усиленный монолитный фундамент для сложных грунтов.

Чем отличается мелкозаглубленный фундамент?

При устройстве обычного ленточного фундамента котлован имеет довольно большую глубину – почва изымается до самой глубокой точки промерзания. А во многих регионах нашей страны глубина промерзания достигает полутора метров и более.

Котлован для мелкозаглубленного обычно не более полуметра. И если на обычных почвах столь малая глубина не позволяет обеспечить максимальную прочность и надежность, то на пучинистой как раз это обеспечивает многолетнюю комфортную эксплуатацию фундамента.

В то же время, мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте значительно надежнее, чем заглубленный. Поэтому, если вы начинаете строительство частного дома в местности с проблемным грунтом, он станет для вас идеальным решением.

Ленточный мелкозаглубленый фундамент

В пользу данного варианта выступает то, что, не смотря на небольшую глубину заложения, при устройстве такого фундамента вполне возможно устройство подвального помещения.

По технологии различают сборный и монолитный ленточный фундамент.

Сборный

Сборный будет состоять из готовых бетонных блоков, объединенных стяжкой. Этот фундамент хотя и монтируется несколько быстрее, однако уступает по прочности и срокам службы.

Монолитный

Монолитный изготавливается прямо на месте, раствор заливается в подготовленную опалубку. Он прочнее, прослужит дольше, однако и труда потребуется затратить на его возведение своими руками значительно больше.

Очень хорошо показывает себя данный тип фундамента при строительстве каркасных домов.

Особенности материалов

Мелкозаглубленный фундамент может быть выполнен с использованием определенных строительных материалов.

Самым распространенным является ленточный фундамент из железобетона (бетонная смесь + арматура). Также при возведении могут использоваться

• бутобетон (бутовый камень), подходит для легких песчаных почв или
• кирпич, для почв с минимумом грунтовых вод.

Материал изготовления

Самый простой способ строительства мелкозаглубленного фундамента – залить монолитное основание из бетона. Существуют и другие варианты: такой тип фундамента можно выполнить как из кирпича, так и из бетонных блоков.

Железобетон

Наиболее востребованный и прочный материал для строительства фундамента. Его получают, соединяя бетонную смесь и арматуру. Установка дополнительно металлической сетки по периметру добавляет фундаменту прочность.

Бутобетон

Представляете собой смесь из цементного раствора, песка и крупных камней.

Такой материал подходит только для фундамента, возводимого на легких почвах — песчаных, например, или для укладки на скалистых породах, на гравии.

Кирпич

Довольно редко ленточный фундамент выполняют из кирпича. Эта технология используется исключительно в сухом климате, где выпадает минимум осадков и нет грунтовых вод.

Расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента

1. Глубина обуславливается близостью грунтовых вод и глубиной промерзания.

2. Высота над поверхностью грунта = 4х ширину.

Полезно знать. Высота над землей меньше или равна глубине.

3. Ширина определяется по формуле:

Где, D – ширина подошвы фундамента; q – расчетная нагрузка на фундамент, т/м; R – расчетное сопротивление грунта, т/м.кв. Этот показатель, для глубины заложения в 300 мм, приведен в таблице.

Формула толщина подушки4. Толщина подушки определяется из условий прочности грунта местности.

Для сильно пучинистых грунтов применяется формула:

Формула для сильно пучинистых грунтовГде, tn – толщина подушки; А, С, W – коэффициенты; А и С – определяются по таблицам ниже. А W = 0,1 или 0,06 м.кв./т для отапливаемых и не отапливаемых сооружений.

Над чертой – для МЗЛФ глубиной заложения 300 мм, под чертой – для незаглубленных фундаментов.

Над чертой – для МЗЛФ глубиной заложения 300 мм, под чертой – для незаглубленных фундаментов.

Совет. Сделайте расчет МЗЛФ по обеим формулам и отдайте предпочтение большему значению.

Стоимость мелкозаглубленного ленточного фундамента

Варьируется в пределах 4-6 тыс. руб. за погонный метр. Цена зависит от ширины, высоты, количества перемычек и размеров, например, стоимость возведения фундамента дома 6х6 обойдется в 70-80.000 руб., а 10х10 = 120-150.000 руб.

Плавающая фундаментная плита: требования к заложению

Самым дорогим вариантом является закладка плитного фундамента для строений, в котором планируется обустройство подвала. Во-первых, плиту необходимо заглублять. При этом выполняется объём земляных работ. Повышает стоимость использование металлических элементов для армирования. Иногда, потребителям не предоставляется другого выбора, так как особенности грунта диктуют условия, и устройство железобетонной конструкции является единственно правильным вариантом.

Но, есть некоторые моменты, которые всё-таки немного позволят снизить затраты. Дешевым видом плитного фундамента является плавающая плита. Расчёт толщины и площади плиты должен быть произведён с учётом всех предполагаемых нагрузок. Бетон, который рекомендуется использовать для заливки – конструктивный. Приведем некоторые общие требования, с помощью которых закладывается плавающий фундамент:

• необходимо применять бетон марки не менее М300;
• размеры толщины плиты составляют не менее 20 см, в том случае, когда грунты пучинистые, то толщина может достигать до 40 см;
• при использовании сборных конструкций для обустройства плавающего основания необходимо первоначально обустроить стяжку с использованием бетона марки М100.

Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью

Для надлежащего восприятия проектных нагрузок нижняя лопасть сваи (если речь идет о модификациях с двумя лопастями, подробнее о которых в статье Особенности расчета двухлопастных винтовых свай) должна закрепиться в грунте с достаточной несущей способностью. При этом мощность слоя плотного грунта под сваей, как правило, должна быть не менее 1 метра.

Согласно статистическим данным, грунтовые слои с достаточной несущей способностью, как правило, залегают с отметки 1,8 метра от поверхности земли. И только в 5-7% случаев они располагаются выше. То есть глубина заложения свайно-винтового фундамента не может составлять менее 1,8 метра.

Уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью можно определить с помощью адаптированной под малоэтажное строительство процедуры – геолого-литологических изысканий (подробнее Экспресс-геология (геолого-литологические изыскания) и измерения коррозионной активности).

Экспресс-геология также позволяет определить:

тип, свойства грунта;

уровень залегания грунтовых вод;

сложные грунтовые условия;

потенциально опасные геологические объекты и процессы и т.д.

Чтобы в процессе погружения сваи структура основания нарушилась минимально, и не произошло снижение его несущей способности, нужно на этапе проектирования подобрать рациональную конфигурацию лопасти (больше информации в материале Ключевые принципы подбора параметров лопастей).

Глубина промерзания грунта

Некоторые грунты подвержены морозному пучению. Осенью поры такого основания начинают заполняться водой, а затем лед, образовавшийся при замерзании, начинает вытеснять его вверх (при кристаллизации вода увеличивается в объеме в среднем на 12%).

Если оставить нижнюю лопасть сваи в таком слое, то она неизбежно начнет подниматься вместе с основанием. Даже если конструкцию не выдернет из почвы, сооружение все равно сместится или деформируется. Это, возможно, будет незаметно глазу, но окна, двери неизбежно весной станут открываться и закрываться не так хорошо как осенью. И эта ситуация будет повторяться из года в год, вынуждая Вас бесконечно что-то подгонять или ремонтировать.

Это требование не означает, что Вы можете пренебречь необходимостью расположения лопасти в слое грунта с достаточной несущей способностью. Винтовой свае в этом случае следует пройти отметку нормативной глубины промерзания, после чего нужно продолжать завинчивание до тех пор, пока лопасть не закрепится в грунте с достаточной несущей способностью, а мощность слоя такого грунта под сваей не составит не менее 1 м, о чем мы уже говорили ранее.

Не забывайте, что за уровнем промерзания должна находиться именно лопасть сваи, а не острие конуса. К примеру, для свай компании ГлавФундамент это расстояние составляет 0,2 м. Следовательно, при расчете этот показатель должен суммироваться с остальными.

Расчет глубины свайного фундамента

Таким образом, можно вывести следующую формулу:

Глубина расположения лопасти + Уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью/Уровень промерзания грунта = Глубина заложения фундамента

Центральные и южные регионы (Москва, Пенза, Санкт-Петербург, Краснодар, Ростов-на-Дону и т.д.): 0,2 м + 1,8 м (грунты с достаточной несущей способностью) = 2 м;

Урало-Поволжье (Екатеринбург, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Киров, Магнитогорск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Нижний Тагил, Оренбург, Пермь, Саратов, Уфа, Челябинск и т.д.): 0,2 м +1,8 м (грунты с достаточной несущей способностью и уровень промерзания) = 2 м;

Западная Сибирь (Барнаул, Кемерово, Красноярск, Новокузнецк, Новосибирск, Томск, Тюмень и т.д.): 0,2 м + 2,3 м (уровень промерзания) = 2,5 м;

Восточная Сибирь (Иркутск и т.д.): 0,2 м + 2,8 м (уровень промерзания) = 3 м.

Стоит учесть, что на Юге России глубина промерзания либо незначительна, либо отсутствует вовсе, но есть большая толща слабонесущего слоя чернозема. Рассчитывая длину свай в этом регионе также необходимо опираться, прежде всего, на уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью.

Расчет

Как уже говорилось, на расчет глубины заложения фундамента влияет сразу несколько критериев. Основные из них — следующие:

1. Уровень промерзания почвы.
2. Расположенность грунтовых вод.
3. Тип основания.

Эти три пункта влияют на определение глубины заложения фундамента больше всего. Поэтому в каждом случае расстояние от поверхности почвы до дна траншеи будет отличаться. Так, глубина фундамента для конкретного одноэтажного дома может как быть большой, так и практически отсутствовать. Чтобы было понятнее, рассмотрим по порядку вышеперечисленные критерии.

В зависимости от степени промерзания грунта

Этот фактор влияющий на глубину заложения любого фундамента часто упоминается в первую очередь. Если вы собрались выкапывать траншею для заглубленного фундамента, этот показатель должен быть известен вам в первую очередь. Залив ленту без учета глубины промерзания, можно уничтожить здание смещениями в грунте, вызванными превращением воды в лед.

Поговорим о том, как узнать, насколько промерзает грунт. Есть таблицы и карты с усредненным уровнем промерзания грунта в той или иной области. Если нужен точный показатель, нужно взять данные десятилетних исследований на ровной, не заснеженной площадке. Но обычно они отсутствуют.

Тогда примерную глубину можно рассчитать самому. Для этого нужно обратиться в ближайший гидрометцентр и узнать среднюю температуру за месяц. Если предоставят каждодневные данные, ее можно посчитать самому (сложить показатели и разделить на их количество). Затем из этой цифры извлекается корень квадратный, который умножается на коэффициент типа грунта (можно найти в интернете). Все, примерный уровень глубины промерзания у вас есть.

От уровня грунтовых вод

Вода — один из самых опасных врагов фундаментов. Основания возводятся, как правило, из бетона, будь то монолит или ФБС. При слишком высоком уровне грунтовых вод влага попадает в поры через подошву. С наступлением холодов вода замерзает и начинает разрушать бетон. В лучшем случае всё может закончиться трещинами, а в худшем здание просто рухнет.

Чтобы предотвратить это, принимаются необходимые меры: правильно устраивается подоснова (с использованием песка необходимой фракции), сооружается водоотвод и т.д. Кроме того, замерзая, влага пучит грунт. Поэтому, если под подошвой — мелкие или пылеватые пески, а грунтовые воды находятся на уровне выше двух метров, нужно строить только заглубленный фундамент.

Таким образом, выбор глубины заложения конкретного фундамента зависит и от грунтовых вод

Поэтому важно знать, где они находятся. Определить глубину залегания вод на участке на самом деле несложно. Нужно выбрать несколько точек на том месте, где Вы собрались строить дом. При этом одна из них должна находиться в нижней части площадки

На намеченных точках делаются скважины. Через сутки можно приступать к измерениям. Определять расположение подземных вод лучше всего весной, когда насыщенность влаги почвой максимальная

При этом одна из них должна находиться в нижней части площадки. На намеченных точках делаются скважины. Через сутки можно приступать к измерениям. Определять расположение подземных вод лучше всего весной, когда насыщенность влаги почвой максимальная.

Определить УГВ можно и с помощью колодца, расположенного в непосредственной близости от места строительства (если такой имеется). Дело в том, что источником для них служат именно грунтовые воды. Поэтому расстояние от поверхности почвы до зеркала воды является тем самым уровнем. Стоит помнить, что колодец должен быть максимально заполненным (то есть, не нужно проверять уровень после забора воды, особенно в большом количестве).

От выбора типа фундамента

Конечно, грунт решает очень многое. Но, кроме этого, глубина заложения фундамента зависит и от него самого. В данном случае речь идет о виде. О том, какая должна быть глубина залегания у конкретного фундамента, можно рассказать в нескольких словах:

1. Ленточное и столбчатое основания зависят от грунтовых вод и глубины промерзания почвы;
2. Глубина заложения свайного фундамента определяется с помощью его несущей способности;
3. Плитное основание заглубляется примерно на 40 — 50 см.

Зависимость глубины погружения ленты от типа и состава грунта

Тип грунта оказывает большое влияние на выбор глубины погружения ленты. Разные виды почв требуют собственного подхода к заглублению ленты, поскольку обладают различными сочетаниями качеств, показателей плотности, рыхлости, способности пропускать или задерживать воду и т.д.

Рассмотрим наиболее характерные типы грунтов:

• Скалистые. Прочные, надежные слои, практически не требующие погружения ленты.
• Крупнообломочные. В этот тип входят галечные, гравийные и хрящеватые типы почв, состоящих из обломков горных пород и гравия. Рекомендованный уровень заглубления — 0,5 м.
• Песчаные. Существует три типа — крупные, средние и пылеватые пески. Первые и вторые нуждаются в заглублении на 0,4-0,7 м, третьи считаются непригодными для строительства фундаментов из-за чрезмерно низкой несущей способности и требуют использования дополнительных опорных элементов (свай).
• Глинистые почвы. Отличаются высоким уровнем морозного пучения, поэтому требуют погружения на всю глубину промерзания грунта.
• Содержащие органические примеси. К ним относятся ил и торф. Эти грунты не подходят для устройства ленточного фундамента.

На практике состав грунта редко бывает однородным. Чаще всего встречаются слоистые структуры с наличием нескольких типов, поэтому выбор глубины погружения надо производить по сочетанию условий.

ВАЖНО!

Для условий вечной мерзлоты правила строительства ленточных оснований регламентируются СНиП 2.02.04-88, которые имеют существенное отличие от нормативов, действующих для других климатических зон.

Определение типа грунта можно произвести самостоятельно. Для этого надо скатать из щепотки почвы шарик между ладонями, немного сжать его и посмотреть на результат. Если шарик не получился совсем — это песок.

Шарик, рассыпавшийся на мелкие части при сдавливании, указывает на супесчаный грунт. Трещины при сдавливании образуются на суглинке, а ровный и пластичный шарик, легко изменяющий форму без разрушений может получиться только из глины.

Виды ленточного

Монолитный ростверк. Применяется такой тип для устройства непосредственно на земле. Он подходит для возведения бань. маленьких домов, хозяйственных построек, стационарных навесов. По ценовой категории очень экономичен.

Сборно-монолитный. Размеры определяются видом строящегося здания или сооружения:

• 0,2*0,6 м (соответственно в ширину и высоту) – для нежилых помещений, ограждений, подпорных стен, оформления ландшафта;
• 0,2*0,4 или 0,3*0,4 м – бревенчатые и каркасно-щитовые постройки;
• 0,4*0,6 м – строения с мансардой.

Этот тип фундамента также отличается экономичностью.

Монолитный ленточный. В глубину около 0,4 м. Изначально монтируется арматурный каркас, затем на 20 см вглубь укладывается цельная плита. И как результат – жёсткая конструкция из железобетона. Такой вид наиболее популярен при строительстве жилых домов. Чем шире лента, тем тяжелее допускается конструкция.

Сборно-монолитный ленточный. Закладывается на глубину до 0,8 м, плюс подкладка из песка толщиной около 20 см. Армированную цельную плиту заливают раствором в траншее с уже изначально готовым основанием на 0,6 м. Все, что над почвой, выполняется при помощи блоков из бетона. Размеры: 0,2*1,0 м, 0,4*1,0 м. Данный вид закладывается для дальнейших одноэтажных построек.

Монолитный мелкозаглубленный фундамент устраивается по принципу предыдущего вида, но отличается большей надёжностью и устойчивостью к грунтовым изменениям. Подходит для одно-двухэтажных домов .

Рассмотрим некоторые «ходовые» грунты

Глинистый (или суглинок)

Имеет нехорошую способность вспучиваться и выталкивать фундамент (при замерзании). Это критично, при высоком уровне почвенных вод. Поэтому глубина закладки ленты должна быть ниже пролегающего уровня вод. Тоже относится к суглинистым почвам (где % содержания глины составляет от 10 до 30). Здесь, более надёжным, станет вариант свайно-ленточного.

Песчаный (или супесь)

Лучше чем глинистый. Через крупно и среднезернистый, вода просачивается даже при высоком уровне залегания. Однако, если песок мелкозернистый или вообще пылевидный, то вода в нём всё-таки задерживается. В таком случае глубина закладки возрастает до отметки промерзания. Надо знать, постройка на песчаном грунте приводит к более глубокой усадке. А потому, высокий цоколь, вполне уместен. Тоже относится к глинисто-песчаным почвам, содержащим < 10% глины.

Хрящевой

Состоит из гравия, крупных камней, хряща

Здесь важно учесть нагрузку на фундамент и глубину почвенных вод, а вот уровень промерзания, не важен

Скальный

Такой грунт, идеален в плане надёжности от пучения и усадки. Достаточно снять неглубокий слой почвы. Если нет возможности заглубления, ленточный фундамент можно обустроить прямо на поверхности.

Глубина заложения фундаментов

Глубина заложения фундаментов зависит от:

1. Инженерно-геологических условий площадки строительства;
2. Климатических и гидрогеологических особенностей района строительства (промерзание и оттаивание, высыхание и увлажнение);
3. Особенностей возводимого и соседних сооружений;
4. Способа производства работ по отрывке котлованов и возведению фундаментов.

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

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

Инженерно-геологические факторы

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

Рис. 11. Схемы напластования грунтов

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

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

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

Рис. 12. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме II

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

Решения по выбору глубины заложения и конструкции фундамента.

Рис. 13. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме III

Климатические и гидрогеологические факторы

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

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

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