Глибина закладення фундаменту – це параметр, який можна розрахувати самостійно
Глибина закладення фундаменту – це позначка, де знаходиться його нижня опорна площина щодо нульового рівня грунту на будмайданчику. Це розрахункова величина, значення якої залежить як від виду самого фундаменту, так і від ваги та конструкції будинку, від кліматичних та геологічних умов на ділянці будівництва. Всі ці фактори обов'язково враховуються при проектуванні, а розрахунки повинні виконувати досвідчені фахівці, особливо якщо йдеться про великі будівлі з високими вимогами щодо їх надійності. Для будівництва невеликого будинку або господарської будівлі цю величину можна обчислити самостійно.
Розрахунок за геологічними та кліматичними даними
На яку глибину опустити фундамент, залежить в першу чергу від особливостей ґрунту та його поведінки під час підйому ґрунтових вод та зимового промерзання. А це пов'язано з кліматичними показниками у регіоні будівництва, тому всі ці фактори потрібно враховувати у зв'язці один з одним.
Тип ґрунту
За правилами перед тим як розрахувати глибину фундаменту, слід провести геолого-геодезичні дослідження та визначити тип ґрунту на ділянці забудови. На практиці часто надходять простіше, і отримують уже готові дані у місцевому архітектурному бюро або розпитують господарів сусідніх ділянок, які вже збудували на них будинки.
Щільні ґрунти, які необхідно вивчити, знаходяться під шаром родючого ґрунту, не здатного бути надійною основою для фундаменту.
- Глини та суглинки.
Такі грунти добре утримують у собі воду, яка при замерзанні розширюється і призводить до їх нерівномірного спучування та виштовхування фундаменту вгору. Це завжди відбувається при високому стоянні ґрунтових вод, яке може коливатися в залежності від кількості опадів. Тому підошва фундаменту має бути нижчою за цю позначку. Але навіть якщо регіон вважається посушливим, а ґрунтові води залягають глибоко, основу на глинистих ґрунтах заглиблюють не менш як на 0,75-0,8 м.
- Піски та супіски.
Такі ґрунти, складені з частинок середньої та великої фракції, легко пропускають крізь себе воду, не утримуючи її та не спукаючись. Тому вони є надійною основою для фундаменту, який за відсутності великого навантаження на нього достатньо заглибити всього на півметра.
Якщо ж грунт дрібнопіщаний, пилуватий, при насиченні вологою він втрачає стійкість і «пливе». Фундаменти в ньому завжди заглиблюють нижче за позначку промерзання, величина якої залежить від кліматичних особливостей регіону.
- Великоуламкові ґрунти.
Крупноуламковий або хрящуватий ґрунт здебільшого складається з кам'янистих частинок (щебеневих, галечникових, гравійних). Вони перешкоджають його розмиванню та спучування через стиск мерзлої води, що дозволяє сильно не заглиблювати фундамент навіть за високого стояння підземних вод.
- Скелясті ґрунти.
Складене з міцних гірських порід, така основа є надійною, оскільки вона не спучується, не просідає і не розмивається. Будуючи заміський будинок на такому грунті, не доведеться думати, як визначити глибину закладення фундаменту – його можна ставити без заглиблення, лише видаливши з ділянки пухкий родючий шар землі і вирівнявши його.
Позначка ґрунтових вод
Глибину знаходження підземних вод завжди враховують при будівництві будинків на глинистому або піщаному пилуватому грунті, особливо якщо їх рівень знаходиться близько до поверхні. Не брати її в розрахунок можна тільки в тому випадку, якщо позначка їх залягання розташована нижче за той рівень, до якого грунт промерзає взимку, на 2 і більше метрів.
Якщо ж водяний горизонт знаходиться вище, то фундамент на пучинистих грунтах необхідно заглиблювати нижче відмітки їх промерзання.
Рівень промерзання
Як вже ясно з сказаного, ґрунт, що промерзає в зимові місяці, веде себе по-різному залежно від того, наскільки він насичений водою і здатний утримувати її в собі. Супеси, глини, суглинки і дрібнопіщані ґрунти відносяться до водонасичених, вони виштовхують фундамент, якщо його підошва знаходиться в промерзаючому шарі. Тому на таких ґрунтах її закладають нижче за цей рівень.
Перед тим як розрахувати глибину закладення фундаменту, необхідно дізнатися про глибину промерзання грунту. Вона залежить від географічне розташування точки будівництва. Для її визначення використовують спеціально складені ізотермічні карти, ізолінії на яких проведено через великі міста.
Щоб визначити цей параметр точніше і скорелювати з типом ґрунту, застосовують емпіричну формулу:
D = d х √Mt, де
D - глибина промерзання, що шукається;
d – коефіцієнт кореляції на кшталт грунту;
Mt – модуль суми місячних негативних температур протягом року.
Для довідки! Значення зимових температур за останні 5-10 років можна дізнатися у місцевому метеобюро та обрати найхолодніший рік. Знайти їх можна і в інтернеті, ввівши в пошук запит по найближчому місту.
Значення коефіцієнта d:
- для хрящових уламкових ґрунтів – 0,34;
- для великопіщаних та середньопіщаних – 0,3;
- для пилуватих - 0,28;
- для глин та суглинків – 0,23.
Наведемо приклад розрахунку для будинку, що зводиться на дрібнопіщаному ґрунті в Московській області. З відкритих джерел дізнаємося, що у цьому регіоні негативна температура тримається 4 місяці із середніми показниками за кожним – 3,3; - 7,8; – 9,1 та – 9,8 градусів.
Сума температур становить 30, а коефіцієнт типу грунту 0,28. Підставляємо ці значення у формулу:
D = 0,28 х √30 = 1,53 м
Значить, глибина промерзання грунту в цій місцевості - 153 см, що майже збігається з ізолінією, що проходить по ній, на карті - 160 см.
Корисне відео
Це важливо! Рівень промерзання ґрунту не дорівнює глибині закладення фундаменту. Вона повинна бути нижчою від цього рівня на 15-20 см.
Розрахунок з урахуванням конструкції та експлуатаційних особливостей будівлі
Під спорудами земля може промерзати більше чи менше, ніж відкриті ділянки. Це залежить від того, чи опалюються вони в холодний період, чи мають підвальні приміщення, утеплені перекриття та вимощення.
Під будинками сезонного використання без системи опалення ґрунт може промерзати на більшу глибину, не маючи захисного снігового покриву. Тому її визначення застосовують підвищує коефіцієнт 1,1, який множать нормативне значення. У нашому прикладі вона дорівнюватиме 1,53 х 1,1 = 1,68 м.
Знаючи, що таке глибина закладення фундаменту, додаємо до цього значення 0,1...0,2 м, і отримуємо відмітку.
Для опалювальних будівель цілорічного проживання застосовують понижувальний коефіцієнт, так як тепло всередині будівлі передається перекриттям, стінам фундаменту та ґрунту під ними, що не дає йому промерзати на велику глибину.
Якщо ви будуєте будинок з технічним напівпідвалом, в якому взимку підтримуватиметься температура не менше 15 градусів, то нормативну глибину промерзання слід помножити на 0,5: 1,53 х 0,5 = 0,77 м. Це і буде мінімальна глибина, якої необхідно ставити фундамент.
Зверніть увагу! Заглиблення основи будинку на будь-якому ґрунті, крім скелястого, не може бути менше півметра.
Глибина закладення в залежності від типу фундаменту
Якщо глибина закладення фундаменту – це відстань від його підошви до горизонтальної позначки рівня землі, потрібно розуміти, що вважати підошвою. І яку відмітку вважати нульовою, якщо ділянка розташована на схилі. Щоб відповісти на ці питання, необхідно розібратися в типах фундаментних конструкцій та доцільності їх застосування для різних ґрунтів.
Конструкції фундаментів
Житлові будинки зводять на стрічковому, плитному або пальовому фундаменті, вибираючи оптимальний варіант з урахуванням навантаження на основу типу грунту, ухилу ділянки забудови та інших даних.
Корисне відео
- Монолітний або збірний залізобетонний стрічковий фундамент – найпоширеніший тип основи для ненасичених вологою та слабопучинистих ґрунтів. Має хорошу несучу здатність, підходить для будівель з цегли та блоків.
- Монолітна залізобетонна плита – найнадійніший фундамент для важких будівель, що зводяться на ділянках з пучинистими ґрунтами. Плита рівномірно розподіляє навантаження на слабку ґрунтову основу, а при його переміщеннях «плаває» разом з будинком.
- Палевий фундамент підходить для будь-яких грунтів, крім скельних: довгі сталеві або залізобетонні опори можна опустити на будь-яку глибину, пронизавши наскрізь і водоносний шар, і промерзаючий грунт, щоб дістатися твердого і нерухомого пласта. Але ставити на нього можна лише порівняно легкі будинки – дерев'яні, каркасні, із пористих блоків.
У деяких випадках для посилення конструкції використовують комбінування стрічкового або плитного фундаменту зі пальовим.
Форма підошви у всіх цих підстав різна, відповідно відрізняється і її площа, і її взаємодія із ґрунтом.
Найгірше протистоїть морозному пученню стрічковий фундамент, що має велику довжину та невелику сумарну площу. Тиск ґрунту діє на нього нерівномірно, викликаючи руйнування. Саме тому потрібно знати, як порахувати глибину закладення фундаменту у вигляді стрічки, щоб її підошва виявилася нижчою за рівень промерзання.
Плита має велику площу і сприймає тиск ґрунту на себе рівномірніше, до того ж воно врівноважується таким же рівномірно розподіленим навантаженням від будівлі. Тому її не заглиблюють до рівня промерзання навіть на пучинистих ґрунтах.
Опори пальового фундаменту поєднані один з одним монолітною залізобетонною стрічкою або сталевим ростверком. Його точкова підошва – це «п'ятки» паль, які завжди знаходяться в щільних шарах грунту нижче рівня його промерзання. Така конструкція дозволяє будувати будинки на ділянках з великим ухилом без планування ґрунту, що необхідно при влаштуванні плитної або стрічкової основи.
Фундаменти дрібного та глибокого закладання
При будівництві приватних будинків малої поверховості на розрахункову глибину нижче за рівень промерзання ґрунту фундаменти закладають тільки в тих випадках, коли:
- у проекті передбачено підвал або цокольний поверх;
- будинок має великі розміри та значну вагу;
- поряд знаходяться великі будівлі, потужні фундаменти яких можуть змінити властивості ґрунту;
- ділянка будівництва знаходиться у сейсмонебезпечній зоні.
Якщо ви будуєте будинок, маючи у вихідних даних хоча б один із перерахованих факторів, не варто самостійно вирішувати, як знайти глибину закладення фундаменту – цим мають займатися фахівці.
Заглиблення стрічкового і більше плитного фундаменту велику глибину недоцільно, оскільки пов'язані з величезними фінансовими витратами. У приватному домобудуванні правильніше використовувати пальові або дрібнозаглиблені основи.
Корисне відео
Для запобігання деформації такого фундаменту вживають спеціальних заходів, що усувають пучення грунту під будинком.
- Утеплення стін фундаменту, щоб уникнути проникнення холоду під будинок, для чого бетон заливають у незнімну опалубку з екструдованого пінополістиролу.
- Утеплення ґрунту під вимощенням, що захищає його від промерзання по всьому периметру.
- Влаштування дренажних систем для відведення ґрунтової води та опадів від фундаменту.
Висновок
Глибину закладення фундаменту не можна призначити довільно. Величина його заглиблення в ґрунт залежить від багатьох факторів у сукупності. Насамперед це тип ґрунту та його здатність нести розрахункове навантаження. Ця здатність може змінюватися залежно від насичення ґрунтовими водами та промерзання у зимовий період. Також на глибину закладення впливають вагу, конструктивні та експлуатаційні особливості будинку. Але закладати фундамент на розрахункову глибину не завжди доцільно. Часто більш надійним та економічно вигідним рішенням стає дрібнозаглиблена основа. Проте вирішувати це мають спеціалісти.
