Прежде чем начать возведение любого здания необходимо произвести расчёт глубины заложения его основания, и ленточный фундамент здесь не исключение. В России для определения глубины фундамента существуют строительные правила (СП, раньше назывались СНиП). Как вычислить с помощью СП, нужную нам глубину пойдёт речь в этой статье.
От чего зависит глубина заложения фундамента
Глубина заложения фундаментов определяется следующими условиями:
- расчетная глубина промерзания почвы в месте строительства;
- свойства грунта (пучинистый или не пучинистый, несущая способность);
- близость грунтовых вод и возможность сезонного изменения их уровня;
- предназначение и конструкция здания;
- сумма нагрузок и возможные воздействия на фундамент;
- рельеф участка, на котором планируется постройка;
- наличие соседних фундаментов;
- глубина заложения коммуникаций;
- вероятность размыва или подтопления при паводке;
- экономические соображения.
При расчёте глубины заложения фундамента, необходимо учесть следующие факты:
- Несущая способность грунта под фундаментом должна быть достаточной, другими словами: грунт не должен давать усадку под весом здания и фундамента.
- Грунт, на который опирается фундамент, не должен сильно менять свои несущие свойства при увлажнении, либо не должен чрезмерно увлажнятся.
- Если грунт пучинистый (с высоким содержанием глины), то фундамент должен быть заложен ниже глубины промерзания, либо предпринимаются меры по предотвращению промерзания почвы под фундаментом.
- Чем больше глубина залегания фундамента, тем выше несущая способность грунта под ним (не относится к насыпным грунтам).
Чем больше влажность грунта, и чем ниже глубина промерзания, тем больше будут силы морозного пучения, которые действуют на ленточный фундамент снизу и с боков, пытаясь вытолкнуть и сжать его. Есть два пути борьбы с этим вредным явлением:
- Увеличить глубину заложения фундамента, до отметки ниже глубины промерзания.
- Провести специальные теплотехнические мероприятия или же, проще говоря, утеплить фундамент и отмостку. Также могут потребоваться дополнительные мероприятия — замена и уплотнение грунта, дренаж.
Видео о пучинистых грунтах:
Нормируемая и расчетная глубины промерзания
Прежде чем определить расчетную глубину промерзания, сначала нужно вычислить нормируемую глубину промерзания грунта в том месте, где будет возводиться постройка. Нормируемая глубина, по сути, определяет некую усреднённую максимальную глубину промерзания в данной местности с учётом типа грунтов на строительной площадке. Расчётная же глубина вносит коррективы с учётом типа и назначения постройки.
Рассмотрим, как вычислить расчётную глубину промерзания грунта для конкретного региона на примере:
Нормируемая глубина промерзания рассчитывается по формуле 5.3 (п.п. 5.5.3) из СП 22.13330.2016 (бывший СНиП 2.02.01-83*)
dfn=d0√Mt
где, Mt —коэффициент, равный сумме значений среднемесячных отрицательных температур за год в районе постройки здания. Определяется из СП 131.13330.2012, а при отсутствии в нем данных для конкретного города или области строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;
d0 — поправочный коэффициент для различных типов грунтов, равен для:
- суглинков и глин 0,23 м;
- супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м;
- песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м;
- крупнообломочных грунтов — 0,34 м.
Данная формула справедлива только для районов строительства, с глубинаой промерзания меньше 2,5 метров, для районов где она больше, следует руководствоваться СП 25.13330.2012.
Чтобы получить Mt, откроем в СП 131.13330.2018 (Строительная климатология) таблицу 3 («Средняя месячная годовая температура воздуха»), найдём в ней свой город (Для примера возьмём Воронеж). Далее надо взять из таблицы 3 все месяца (за год) с отрицательной температурой и складываем значения. Для Воронежа это: -9,8; -9,6; -3.7; -0.6; -6.2; складываем, получается 29,9 (знак минус не учитывается). Определяемся с типом грунтов на участке для строительства и определяем d0, пусть для примера будет глина (d0=0.23 м). Теперь подставляем полученные значения в формулу и получаем нормируемую глубину промерзания для нашего участка:
0,23 м*√29,9=1,26 м
Расчётную глубину вычисляют по формуле:
df=kh*dfn
где, dfn – нормативная глубина промерзания, которую мы определили ранее;
kh – коэффициент учитывающий тепловой режим здания. Для отапливаемых сооружений берется из таблицы №1, для не отапливаемых этот коэффициент равен 1.1, кроме районов с минусовой среднегодовой температурой.
Допустим, у меня дом без подвала с утеплённым полом, средняя температура 20 и более градусов, значит мой коэффициент kh=0.7 (из таблицы №1). Подставляем в формулу:
1,26 м*0.7=0,882
Получилось, что глубина фундамента моего дома с неотапливаемым подвалом в Воронеже, на участке с глинистой почвой, должна быть не менее 90 см (с учётом, что грунтовые воды достаточно глубоко, об этом читайте далее).
Рекомендуем посмотреть видео о глубине заложения фундамента:
| Здание | Коэффициент kh при расчётной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающих к фундаменту, °С | ||||
| 0 | 5 | 10 | 15 | 20 и больше | |
| Без подвала, пол по грунту | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 |
| Без подвала, пол на лагах по грунту | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 |
| Без подвала, пол на утепленном цокольном перекрытии | 1.0 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.7 |
| С подвалом | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 |
Естественно, среднесуточная температура в таблице №1 берётся для холодного периода (месяца с отрицательной средней температурой).
Если дом с неотапливаемым подвалом, но сам дом отапливается, и при этом расчётная среднесуточная температура в подвале – отрицательная (в холодный период). В таком случае, глубина заложения фундамента после вычисления расчётной глубины заложения, принимается с учётом таблицы №3. (Таблица №3 учитывает близость грунтовых вод и тип грунта.)
Глубина заложения внутренних фундаментов (фундаменты под перегородки, под внутренние несущие стены) для таких зданий принимается с учётом таблицы №3, после вычисления расчётной глубины промерзания при коэффициенте kh = 1. При этом, нормативная глубина промерзания определяется с учетом средней температуры в холодное время в подвале. Счет начинается от пола подвала.
Глубина заложения наружных фундаментов для таких зданий принимается равной наибольшей из рассчитанной для внутренних фундаментов, либо расчётной глубине промерзания при kh=1, начиная счёт от уровня земли.
Если здание неотапливаемое, то глубину заложения принимают с учётом таблицы №3. Если при этом у здания нет подвала, то счёт начинается от уровня земли, если подвал есть, то от пола подвала.
В некоторых случаях допускается глубину фундамента назначать без учёта расчётной глубины промерзания:
- В результате проб, определено, что грунты на участке для строительства не имеют пучинистых свойств;
- Расчёты подтверждают, что в результате движения грунтов при замерзании и оттаивании, конструкционная надёжность здания не нарушается;
- Фундамент и отмостка утеплены (Внимание, это мероприятие требует отдельного расчёта).
Рекомендуем видео о утепление отмостки и фундамента (мелкозаглубленный фундамент):
Ниже приведена таблица с вычисленными значениями нормируемой глубины промерзания для некоторых городов России, чтобы облегчить расчёты.
| Город | Глина или суглинок | Супесь, песок пылеватый или мелкий | Песок средней крупности, крупный или гравелистый | Крупнообломочные грунты |
| Архангельск | 1,56 | 1,9 | 2,04 | 2,31 |
| Белгород | 1,08 | 1,31 | 1,4 | 1,59 |
| Брянск | 1,04 | 1,27 | 1,36 | 1,54 |
| Владивосток | 1,34 | 1,64 | 1,75 | 1,99 |
| Владимир | 1,37 | 1,67 | 1,79 | 2,03 |
| Волгоград | 0,98 | 1,19 | 1,28 | 1,45 |
| Вологда | 1,42 | 1,73 | 1,86 | 2,1 |
| Воркута | 2,34 | 2,85 | 3,05 | 3,46 |
| Воронеж | 1,06 | 1,3 | 1,39 | 1,57 |
| Екатеринбург | 1,57 | 1,91 | 2,04 | 2,31 |
| Иваново | 1,44 | 1,75 | 1,88 | 2,13 |
| Иркутск | 1,85 | 2,25 | 2,41 | 2,74 |
| Казань | 1,43 | 1,75 | 1,87 | 2,12 |
| Калининград | 0,48 | 0,58 | 0,62 | 0,71 |
| Калуга | 1,28 | 1,56 | 1,67 | 1,89 |
| Кемерово | 1,85 | 2,25 | 2,41 | 2,74 |
| Кострома | 1,45 | 1,77 | 1,89 | 2,14 |
| Краснодар | 0,1 | 0,13 | 0,13 | 0,15 |
| Красноярск | 1,74 | 2,12 | 2,27 | 2,58 |
| Курск | 1,06 | 1,29 | 1,38 | 1,57 |
| Липецк | 1,32 | 1,6 | 1,72 | 1,95 |
| Магадан | 2 | 2,43 | 2,61 | 2,95 |
| Майкоп | 0,27 | 0,33 | 0,35 | 0,4 |
| Москва | 1,1 | 1,34 | 1,44 | 1,63 |
| Нальчик | 0,65 | 0,8 | 0,85 | 0,97 |
| Нижний Новгород | 1,45 | 1,76 | 1,89 | 2,14 |
| Новосибирск | 1,83 | 2,23 | 2,39 | 2,71 |
| Омск | 1,82 | 2,21 | 2,37 | 2,69 |
| Оренбург | 1,52 | 1,85 | 1,98 | 2,25 |
| Пенза | 1,32 | 1,61 | 1,72 | 1,95 |
| Пермь | 1,59 | 1,93 | 2,07 | 2,35 |
| Петрозаводск | 1,32 | 1,61 | 1,73 | 1,96 |
| Ростов-на- Дону | 0,66 | 0,8 | 0,86 | 0,97 |
| Рязань | 1,36 | 1,65 | 1,77 | 2,01 |
| Самара | 1,54 | 1,88 | 2,01 | 2,28 |
| Санкт- Петербург | 0,98 | 1,2 | 1,28 | 1,45 |
| Саранск | 1,48 | 1,81 | 1,93 | 2,19 |
| Саратов | 1,19 | 1,44 | 1,55 | 1,75 |
| Ставрополь | 0,56 | 0,69 | 0,73 | 0,83 |
| Тверь | 1,32 | 1,61 | 1,72 | 1,95 |
| Тюмень | 1,73 | 2,1 | 2,25 | 2,56 |
| Улан-Удэ | 2,07 | 2,52 | 2,7 | 3,06 |
| Уфа | 1,58 | 1,92 | 2,05 | 2,33 |
| Хабаровск | 1,9 | 2,31 | 2,48 | 2,81 |
| Челябинск | 1,73 | 2,11 | 2,26 | 2,56 |
Близость грунтовых вод
Близость грунтовых вод к поверхности на участке для застройки, может изменить глубину заложения фундамента, и это обязательно надо учитывать при расчётах. Согласно СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*) глубина заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод, определяется из следующей таблицы (таблица немного видоизменена для удобства чтения, но смысл её тот же что и СП):
| Грунты под фундаментом (на глубине промерзания) | Глубина заложения фундаментов в зависимости от расположения уровня подземных вод | |
| Уровень грунтовых вод выше расчетной глубины промерзания + 2 метра | Уровень грунтовых вод ниже расчетной глубины промерзания + 2 метра | |
| Скальный грунт, песок крупный и средний | Глубина промерзания не учитывается | Глубина промерзания не учитывается |
| Пески мелкие и пылеватые | Больше либо равна глубине промерзания | Глубина промерзания не учитывается |
| Супеси с показателем текучести IL < 0 | Больше либо равна глубине промерзания | Глубина промерзания не учитывается |
| Супеси с показателем текучести IL >= 0 | Больше либо равна глубине промерзания | Больше либо равна глубине промерзания |
| Суглинки, глины, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL>= 0,25 | Больше либо равна глубине промерзания | Больше либо равна глубине промерзания |
| Суглинки, глины, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL< 0,25 | Больше либо равна глубине промерзания | Больше либо равна ½ глубины промерзания |
Уровень грунтовых вод принимается в наивысшем их состоянии, т.е. в весенний период.
На самом деле, если уровень грунтовых вод близок к поверхности, лучше рассмотреть альтернативу ленточному фундаменту.
Посмотрите видео о дренаже (ещё один способ борьбы с морозным пучением):
Выводы
- Глубина заложения ленточного фундамента это расчётная величина, но прежде чем её определить, необходимо получить все неизвестные параметры, а к таковым относятся: тип и свойства грунта на строительной площадке, уровень грунтовых вод в наивысшем положении, средняя температура в подвале в зимний период (если дом с подвалом и отапливаемый). Так же может потребоваться определение среднемесячной температуры в холодный период, если в СП 131.13330.2012 нет данных для вашего населённого пункта, эти данные могут дать только метеорологические станции.
- Возможно уменьшить глубину заложения ленточного фундамента, если утеплять фундамент и отмостку, т.е., по сути, использовать технологию мелкозаглубленного ленточного фундамента.
- В классическом варианте ленточный фундамент закладывается ниже расчётной глубины промерзания в данной местности с учётом типа грунта на строительном участке. А при наличии грунтовых вод, уровень которых, в наивысшем положении, выше чем расчётная глубина промерзания + 2 метра, следует учитывать и этот фактор.
