Глубина заложения фундамента: аудит значимости влияющих факторов

Уже на этапе оценки характера грунта стоит задуматься над тем, какой будет глубина заложения фундамента. От этого зависит не только объем земляных работ, но и будущие затраты на строительные материалы. В этой статье мы поговорим о том, на какую глубину копать фундамент, от чего стоит отталкиваться при выборе конкретных параметров будущего основания дома. При этом будем руководствоваться нормативным документом СНиП 2.02.01–83, с которым советуем ознакомиться и нашим читателям.

Грунт и глубина

Начиная определять оптимальную глубину заложения ленточного фундамента, в первую очередь следует обратить внимание на качество грунта. Во многом именно эта характеристика определяет, возможно ли вообще возведение в этом месте фундамента такого типа, и если да, то насколько заглубленного.

Заглубление изменяется в зависимости от вида грунта следующим образом:

  • • скалистая порода отличается особой устойчивостью и прочностью, из-за этого возведение ленточного фундамента возможно просто на его поверхности, без какого-либо заглубления;
  • • илистые почвы для постройки ленточного фундамента не годятся, так как прочность их слишком мала, а спрогнозировать их поведение при замерзании и половодье крайне сложно;
  • • грунт с большим содержанием торфа перед возведением основы для дома требует создания дренажей и подушек из песка и гравия, толщина которых должна быть не менее полуметра. С учетом этого проще возводить на такой почве свайно-ленточный фундамент, глубину заложения которого делают равной глубине залегания прочного пласта, на который будут опираться сваи;
  • • песчаная почва более устойчива, если состоит из крупных частиц. Строительство на мелкопесчаном грунте невозможно, а на средне- и крупнопесчаном требует глубины заложения фундамента от полуметра до 80-ти сантиметров;
  • • крупнообломочный грунт является очень надежным видом и по своим качествам стоит на втором месте после скального. На такой поверхности без опасений можно возводить мелкозаглубленный фундамент. В том же случае если в этом грунте обнаруживается значительная примесь мелкого песка и глины, при строительстве ленточного фундамента глубина заложения должна быть около полуметра;
  • • глинистая почва требует заглубления основания постройки как минимум на 25 сантиметров ниже, чем уровень максимального промерзания почвы.

Учитывая все вышесказанное, перед началом возведения фундамента требуется правильно определить грунт, на котором будет стоять сооружение. Без этого провести грамотный расчет глубины заложения ленточного фундамента не удастся.

Расчет глубины промерзания

В России для каждой географической местности определены нормативы промерзания, где в зимний сезон температура составляет от 0 до -1 °C. Точкой расчета является среднее значение данных по наблюдениям за несколько лет:

  • Москва и Подмосковье, Санкт-Петербург, Новгород, Тверь, Воронеж – норматив находится в пределах 140-160 см,
  • Кострома, Нижний Новгород, Чебоксары, Саратов, Пенза – 150 см;
  • Минск, Киев, Ростов-на-Дону, Астрахань – 100 см,
  • Великие Луки, Курск, Волгоград, Смоленск, Псков, Харьков – 120 см;
  • Ульяновск, Самаре, Вятка, Казань, Ижевск – 170 см;
  • Восточные и северные области Украины – до 100 см, южные – 60 см, остальные – 80 см.

Для отапливаемых зданий расчетная величина на 10-30% меньше нормативной в зависимости от расположения полов (на грунте, на лагах или балках). Помимо географического положения местности, промерзание определяется уровнем грунтовых вод. Причиной промерзания является повышенная влажность и минусовая температура. [note]Нормативную глубину промерзания определяют по формуле:

H = k*M,

  • K – коэффициент грунта,
  • М – сумма значений среднемесячных температур ниже нуля.

Для глины k равен 0,23, супеси – 0,28, песка – 0,3, крупнообломочных – 0,34. Абсолютные значения отрицательных зимних температур указаны в СНиПе на основания.[/note]

Уровень грунтовых вод

Уровень грунтовых вод (УГВ) зависит от типа местности. Так, на ровных участках они распространены по всей площади практически на одинаковой глубине, а в пониженной части местности располагаются ближе к поверхности грунта. Данные об уровне их залегания требуют точной оценки поскольку ими будет определяться глубина котлована под фундамент. Существует два способа определения грунтовых вод:

  1. Анализ уровня воды в колодцах.
  2. Бурение скважин.

Первый метод считается более точным, поскольку в колодцах, вырытых от 5 до 15 м вглубь, статичный уровень воды равен УГВ в этой местности. Второй метод подразумевает бурение скважины 2-2,5 м. Его выполняют при помощи садового бура, а далее наблюдают скопление воды. Если дно остаётся сухим, то воды залегают на большой глубине и не представляют опасности. Самое удачное время для определения УГВ – весна, когда его значение самое высокое. На заболоченных территориях УГВ составляет менее 1 м. Если мелкие впадины залиты водой, то уровень находится выше поверхности грунта. В засушливые периоды он понижается, а в дождливые повышается. Колебания составляют от 0,5-2 м. Если от 3 до 5 м от поверхности грунтовые воды не обнаружены, то определять их залегание не обязательно, поскольку они никак не влияют на строительство фундаментов или погребов.

Читайте также:  Деревянная теплица своими руками (под пленку, поликарбонат и стекло)

Минимальная глубина

Минимальная величина заложения зависит от вида фундамента и типа грунта. Так для мелкозаглубленного ленточного она определяется степенью промерзания почвы, пучинистостью и УГВ. Чем ближе к поверхности грунтовые воды и больше промерзает грунт, тем сильнее силы пучения, которые воздействуют на конструкцию снизу, сбоку и по касательной. Они выталкивают и сдавливают мелгозаглубленный фундамент. Поэтому существуют различные стандарты заглубления. Минимальная глубина заложения фундамента для двухэтажного дома без подвала не должна быть меньше полуметра от поверхности при условии, если здание расположено не на скальном грунте. В сооружениях с подвалами это значение принимается за 0,5 м относительно пола. На плотных (утрамбованных) грунтах допускается приравнивать глубину заложения к высоте подготовке под полы. В зависимости от степени промерзания грунтов СНиП проводит следующую градацию рекомендуемых минимумов:

Промерзание условно непучинистых грунтов (расчетная)

Промерзание твердых и полутвердых слабопучинстых грунтов (расчетная)

Глубина

Более 3 м

от 1,5 до 2,5 м

1 м

от 2,5 до 3,5 м

1,5 м

до 3 метров

до 1,5 метров

0,75 м

До 2 м

до 1 метра

0,5 м

Какой глубины должен быть фундамент

Глубина заложения фундамента — проектируемая величина, которая зависит от типа здания или сооружения, климатической зоны, грунтов на участке и уровня залегания подземных вод. На эту величину также оказывает влияние конструкция здания (с подвалом или без), принцип его использования (с отоплением или без), этажность и масса.

Если говорить предметно, это та величина, на которую нужно будет закопать фундамент, для того чтобы он обеспечивал стабильную опору для сооружения. Бывают они двух видов:

  • глубокого заложения;
  • мелкого заложения или незаглубленные.

Согласно нормам строительства для того чтобы противостоять силам морозного пучения, подошву необходимо заглублять на 15-20 см ниже уровня промерзания для грунта. При выполнении этого условия фундамент называют «глубокого заложения» или «заглубленный».

При глубине промерзания больше 2 метров проведение земляных работ имеет очень большие объемы, велик также расход материалов и очень высока цена. В этом случае рассматривают другие типы фундаментов — свайные или свайно-ростверковые, а также возможность заложения выше нормативной точки промерзания. Но это возможно только при наличии грунтов с нормальной несущей способностью, обязательном утеплении цоколя и фундамента, а также при устройстве утепленной отмостки. В этом случае глубина заложения уменьшается в разы и обычно составляет менее метра.

Иногда фундамент заливают прямо на поверхности. Это — вариант для хозпостроек, причем, скорее всего из древесины. Только она в таких условиях способна компенсировать возникающие перекосы.

Предварительные изыскания

Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.

Первым делом вы должны определиться с местом для дома на участке

Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.

Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.

Исследуем геологию своими руками

Для проверки геологического строения грунтов своими руками вооружаемся лопатой. Во всех пяти точках — под углами будущего строения и в середине — придется копать глубокие ямы. Размер: метр на метр, глубина — не менее 2,5 м. Стенки делаем ровные (хотя бы относительно). Выкопав яму, берем рулетку и листок бумаги, замеряем и записываем слои.

Чтобы исследовать грунт под фудамент самостоятельно, нужно будет копать подобные шурфы на глубину порядка 2,5 метров

Какой глубины должен быть фундамент
Какой глубины должен быть фундамент

Что можно увидеть в разрезе:

Какой глубины должен быть фундамент

Залегание подземных вод

Это значимый показатель, который нельзя упускать из вида. Если на участке, подобранном для строительства, уровень ГВ очень высокий, а почва пучинистая, возводить здесь строение нельзя.

Оно окажется недолговечным, основание быстро разрушится под действием грунтовых вод. Узнать, на каком уровне находятся последние, вы сможете у соседей, уже сталкивавшихся с этим вопросом, или проводя геодезические изыскания. Тогда станет проще соблюдать минимальное расстояние от подошвы до места расположения ГВ.

 Глубина вероятного промерзания грунта

Еще один значимый параметр. Под действием минусовых температур вода, содержащаяся в почве, расширяется, выталкивая фундамент наверх. Чтобы этого не случилось, нужно углублять конструкцию ниже рассматриваемой отметки на 30 см. Правило особо актуально для пучинистых грунтов, подвергающихся значительному расширению в холодное время года.

Есть еще один вариант расчета – 0,8 умножить на количество этажей. Мы рассматриваем глубину фундамента под двухэтажный дом, поэтому получим в итоге 1,6 метра. Для северных регионов страны, где земля промерзает глубже, цифра будет увеличена до отметки 2-2,5 метра.

Это правило не действует для непучинистых грунтов, потому как они никак не меняют свойств зависимо от температуры окружающей среды.

Как влияет климат на расчет глубины фундамента

Климатические условия региона, где идут строительные работы, влияют на глубину промерзания почвы. С определенной долей приближения это значение можно определить по картам «Границы глубин промерзания почвы». Более точные расчеты можно сделать в привязке к узкому строительному участку.

Как влияет климат на расчет глубины фундамента

Расчет нормативного показателя

Для местности, где почва промерзает более чем на 2,5 м, вычисляется нормативный показатель глубины промерзания по формуле:

Как влияет климат на расчет глубины фундамента

где Mt – суммированное количество абсолютных среднемесячных отрицательных температур для данного региона, d0 – коэффициент, зависящий от типа почвы.

Для расчета Mt данные берутся в службе статистике. Коэффициент d0 равен 0,34 для крупнообломочных грунтов, для суглинка и глины – 0,23, для крупных, средних и гравелистых песков – 0,3, для мелкопесчаных и пылевых почв – 0,28.

Как влияет климат на расчет глубины фундамента

Как учесть теплоотдачу здания

Чтобы в реальных условиях определить глубину промерзания конструкции, используют формулу:

Как влияет климат на расчет глубины фундамента

В этом выражении коэффициент kh берется с учетом двух факторов:

  1. Здание отапливаемое и грунт будет дополнительно прогреваться, поэтому kh будет понижающим. Он берется в специальных таблицах, где градация по наличию подвала, цокольного этажа и среднесуточной температуре воздуха в помещениях, которые сопредельные с фундаментом.
  2. При отсутствии отопления. В этом случае kh – запас прочности, равный 1,1 для всех типов построек.
Как влияет климат на расчет глубины фундамента

Изучаем особенности грунтов

Перед тем как рассчитать глубину заложения фундамента, определяется тип грунта. Эту услугу можно заказать у специалистов или выполнить самостоятельно.

Как влияет климат на расчет глубины фундамента

На плодородном слое почвы никакие фундаменты не заливаются. Он полностью удаляется.

Под плодородным слоем находится один или несколько слоев, подходящих для строительства почв:

Как влияет климат на расчет глубины фундамента
  1. Не требующий заглубления ленточного и монолитного фундамента скалистый грунт. Он в зимнее время не пучится, влага в нем не накапливается, оседанию не подвергается.
  2. Гравий, камни, щебень, крупнофракционный песок создают надежное основание, на котором глубина заложения фундамента от 0,5 м.
  3. Глинистая почва промерзает до уровня 0,5-1 м, подвижна при намокании, имеет неравномерную усадку. Но если осадков в регионе не много, а грунтовые воды залегают очень глубоко, фундамент закладывают на глубине не менее 0,75 м.
  4. Мелкофракционный песок обладает повышенной подвижностью и теряет устойчивость при сильном увлажнении. При глубоком залегании грунтовых вод, рекомендуется заглубляться до более устойчивого основания. Глубина промерзания песчаного грунта, в котором есть глинистые частицы составляет от 0,6 до 2 м.
  5. Ненадежный тип почвы торфяник используется для строительства на столбчатом фундаменте.

При самостоятельном определении типа почвы необходимо учесть следующее:

  • глина плотная, ее трудно копать, при скатывании в валик не рассыпается;
  • супесь будет состоять из песка с фракциями глины, а скатанный жгутик рассыплется;
  • суглинок имеет в основе глину и вкрапления песка (любая фигурка из такой смеси буде разламываться).

Знание вида грунта уже позволяет перейти к определению типа фундамента и глубины его заложения.

Величина расчетной ГПГ

Однако полученное значение нормативной ГПГ не учитывает влияние теплового режима отапливаемого сооружения. А ведь в половине случаев загородная недвижимость используется и в зимнюю пору. Для расчета более точного значения ГПГ вводят соответствующий коэффициент, величина которого зависит от ряда факторов (см. таблицу ниже).

Тогда величина расчетной ГПГ будет определяться по следующей формуле: d=k×d1 Обращаем ваше внимание, что для неотапливаемых зданий коэффициент k принимают равным 1,1. Это актуально для дачных построек и бань, которые используются только в теплую пору.

Глубина заложения фундамента в зависимости от УГВ и ГПГ

Глубина заложения фундаментов для наружных типов определяется от уровня планировки по таблице, представленной ниже. При этом учитывается значение расчетной ГПГ и УГВ.

В отдельных случаях, когда определено, что грунт на участке не отличается пучинистыми свойствами, например, на стройплощадке скальный или песчаный грунт, глубина заложения фундамента определяется исходя из проекта дома (с подвалом или без). В целом, даже для пучинистых грунтов можно обеспечить такие условия, что зимой почва под домом промерзать не будет и, соответственно, не будет никаких отрицательных последствий для сооружения.

То, на какую глубину «копать фундамент», зависит по большей части от характера грунта. На рисунке выше мы изобразили различные варианты заглубления, которые применяют на практике в индивидуальном строительстве. После того как выкопаете шурфы и исследуете грунт, сможете выбрать наиболее подходящий для вас вариант строительства основания дома, определить, какой будет высота и ширина фундамента.

(Пока оценок нет)

Промерзание грунта

Одним из важнейших воздействующих факторов считается глубина промерзания грунта. Дело в том, что при замерзании вода, находящаяся в почве, расширяется, увеличивая объем. В результате на фундамент начинает воздействовать дополнительная нагрузка со стороны грунта.

Если для боковых, упрочненных стенок она не столь опасна, т.к. гасится за счет высокой прочности конструкции, то снизу появляется сила, направленная на выталкивание опоры.

Величина такой нагрузки зависит от пучинистости грунта, т.е. степени его расширения при замерзании. Соответственно весной при оттаивании происходит обратный процесс. В результате ежегодных колебаний материал фундамента постепенно разрушается, снижая долговечность здания.

Указанные процессы, происходящие в зоне промерзания, требуют, чтобы фундаментная подошва на пучинистых почвах располагалась ниже уровня промерзания. В малопучинистых грунтах (песчаники, скалистые выходы и т.д.) воздействие менее значительны и можно использовать мелкозаглубленный фундамент.

Глубина промерзания грунта устанавливается по результатам многолетних наблюдений и различна для разных регионов страны. Она зависит от среднесуточной температуры и типа почвы.

Так в Московском регионе при среднесуточной температуре минус 10⁰C глубина промерзания составляет:

  • глины и суглинки – 78 см;
  • супесь и пылевой песок – 95 см;
  • песок средней и крупной зернистости, гравелистый грунт – 1 м;
  • грунты крупнообломочного типа – 1,16 м.

Усредненные данные по уровню промерзания грунта в разных регионах РФ приведены в СНиП 23-01-99 и СП По ним составляется карта всей территории.

В процессе эксплуатации зданий может происходить изменение процесса промерзания за счет тепловых потоков.

Корректировка глубины промерзания производится по формуле: Н = m x Но, где:

  • Но – нормативная (табличная) глубина промерзания,
  • m – коэффициент влияния теплового режима сооружения, в т.ч. отопительных приборов.

Коэффициент колеблется в пределах 0,4-1,1.

Если табличные данные отсутствуют, то глубину промерзания можно рассчитать по формуле: Н = Hi√Mt, где:

  • Hi – нормативная глубина промерзания определенного типа грунта,
  • Mt – среднемесячная минусовая температура в зимний период.

Глубина фундамента для двухэтажного дома

Если говорить о том, как рассчитать глубину заложения фундамента в данной ситуации, то следует отметить, что на расчеты будут оказывать непосредственное влияние все указанные выше факторы. Такие здания относятся к малоэтажному строительству. В связи с этим при благоприятном климате и устойчивом типе грунта для них может подойти и базис мелкого заглубления.

Для ленточных оснований, расположенных на пучинистых грунтах, основание заглубляют обычно из расчета 0,8м на этаж.

Грубо глубина фундамента для двухэтажного дома рассчитывается следующим образом: N*0,8, где N – этажность постройки. Таким образом, фундамент следует заглубить на 160см.

Когда проектировать подвод коммуникаций

Под землей обычно проходят такие коммуникации:

  • водоснабжение;
  • водоотведение.

Поэтому при обустройстве ленты или монолитной плиты важно не упустить момент и заложить гильзу под водоснабжение, канализацию.

Когда проектировать подвод коммуникаций

Подводить коммуникации необходимо с учетом действующих нормативов СП , СП , обеспечивая пригодность и удобство их ремонта в случае необходимости.

Укладка гильз через плиту, ленту выполняется с учетом следующих моментов:

  1. Глубина прохождения коммуникаций должна быть ниже уровня промерзания грунта хотя бы на 50 см. Если такой возможности нет, то придется применить полистирольные защитные оболочки или специальные нагревающиеся кабели.
  2. Диаметр гильзы для трубы должен быть от 50 мм.
  3. Должны применяться компенсаторы. Они позволяют минимизировать линейные расширения при перепадах температур.
  4. При расположении вблизи автомагистрали обязательно учитывается нагрузка на грунт от автотранспорта.
  5. Отверстие ввода делается больше хотя бы на 0,2 мм, чем диаметр используемой под коммуникацию трубы. Герметичность соединения достигается сальником (высокий уровень грунтовых вод), эластичными фиксаторами.

Для фундаментов типа плавающих плит трубу водопровода допускается заводить вертикально. Если это заглубленная лента, то трубу заводят через подвал горизонтально. При мелкозаглубленном варианте ленты труба идет под лентой, выводится вертикально вверх, проходит через напольное перекрытие горизонтально.

Укладка канализации имеет несколько других особенностей:

  1. Минимальная глубина от уровня отмостки – 70 см.
  2. При укладке ниже уровня промерзания утепление не обязательно. Если укладка идет выше точки промерзания должна быть изоляция оболочкой из пенополистирола, греющим кабелем.
  3. Расстояние от водопроводной трубы – от 1,5 до 5 м, если диаметр канализационной трубы не превышает 20 см.
  4. Чтобы обеспечить самотек, гильза в ленте монтируется под уклоном 4-7 градусов.
  5. Слив канализации всегда имеет температуру выше, чем водопровод, поэтому толщина утеплителя берется меньше.
Когда проектировать подвод коммуникаций

Что касается других коммуникаций, то газопровод обычно идет выше отмостки минимум на 1,2 м, из-за чего при планировке основания не учитывается.

Кабель электроэнергии чаще идет по воздуху, но бывают случаи прохождения под землей. Тогда глубина укладки делается от 70 см. Гильза закладывается перед заливкой бетона ленты, плиты.

Почему стоит выбрать ленточный фундамент?

Для малоэтажных зданий лучшим вариантом основания являются ленточные. Он может быть мелкозаглубленным или нет, в зависимости от размеров строения. Для небольшого летнего дома нужен первый вариант – глубокая основа под легким строением выталкивается силой давления земли. Устройство ленточного фундамента позволяет связать все части дома в единую цепь, что поддерживает целостность строения. При планировании необходимо учесть возможное расширение дома – оставить для этого связующие звенья. Цена такого основания сравнительно не высока, что играет не последнюю роль в выборе фундамента для жилых зданий. Так же удобно, что устройство не требует наличия особого оборудования. Плюсом является закрытое подпольное помещение, что обеспечивает лучшую теплоизоляцию зданий.