11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Глубина заложения подошвы фундамента

Выбор глубины заложения подошвы фундамента

Глубина заложения подошвы фундаментов назначается в соответствии с требованиями СНиП [7] с учетом конструктивных особенностей здания, рельефа поверхности участка, геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, глубины сезонного промерзания грунтов. Во всех случаях минимальная глубина заложения фундамента должна быть не менее 0,5 м.

Учитывая конструктивные особенности возводимого сооружения, глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее:

– для столбчатого фундамента под железобетонную колонну

, м (5.9)

где hf – высота фундамента;
h1 – толщина бетонной плиты под стаканом, принимается не менее 0,2 м;
h2 – рихтовочный зазор под колонну, принимается равным 0,05 м;
h3 – глубина заделки колонны в стакан, принимается не менее большей стороны сечения колонны, м;
h4 – толщина конструкции пола, принимается равной 0,15 м;

– для ленточного фундамента с подвалом

, м (5.10)

где db – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;
hcf – толщина конструкции пола подвала, м;
hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала (при этом hcf + hs ³ 0,5 м).

Рис. 5.2. Схема определения глубины заложения фундамента в зависимости от конструктивных особенностей: а – для столбчатого фундамента без подвала; б – для ленточного фундамента с подвалом.

Глубина заложения фундамента от уровня планировки с учетом инженерно-геологических условий площадки назначается таким образом, чтобы подошва фундамента была заглублена в несущий слой не менее чем на 0,3 м, а мощность несущего слоя под подошвой была бы не меньше 0,5 м. Для определения мощностей слоев грунта по оси фундамента производится привязка здания или сооружения к геологическому разрезу (рис. 5.3).

Глубина заложения подошвы фундамента не зависит от глубины сезонного промерзания, если под подошвой фундамента залегают: крупнообломочные грунты, пески гравелистые, крупные и средней крупности; а также пески мелкие и пылеватые, если УГВ ниже подошвы фундамента более чем на 2 м.

В остальных случаях глубина заложения фундамента принимается в зависимости от расчетной глубины сезонного промерзания грунта df (табл. 38 [10]), которая определяется по формуле

, м (5.11)

где dfn – нормативная глубина промерзания, принимаемая по схематической карте рис. 4 [10];
kh – коэффициент теплового режима здания, принимаемый по табл. 37 [10].

В качестве окончательной глубины заложения фундамента принимается наибольшая из величин, полученных при анализе вышеуказанных факторов.

Рис. 5.3. Схема привязки здания к инженерно-геологическому разрезу.

Определение размеров фундамента в плане

Критерии выбора размеров подошвы фундамента основываются на требованиях расчета оснований по предельным состояниям. Согласно СНиП [7] расчет фундаментов по второй группе предельных состояний (деформациям) ведется в предположении линейной деформируемости основания, которая реализуется при выполнении следующих условий:

(5.12)

где Рср – среднее давление по подошве фундамента, кПа;
R – расчетное сопротивление основания, кПа;
Pmax и Pmin – соответственно максимальное и минимальное краевые давления, кПа.

Для центрально нагруженных фундаментов достаточно соблюдения одного условия Рср £ R.

Среднее давление под подошвой фундамента находят по формуле

, (5.13)

где Fv – результирующая вертикальная сила на обрез фундамента, кН;
b и l – соответственно ширина и длина подошвы фундамента, м;
gmt – осредненный удельный вес фундамента и грунта на его уступах (принимается в диапазоне 20…22 кН/м 3 );
d – глубина заложения подошвы фундамента от поверхности планировки, м.

Длина подошвы фундамента l = a×b (для центрально нагруженных фундаментов a = 1, а для внецентренно нагруженных a рекомендуется принимать в диапазоне 1,2…1,8 в зависимости от соотношения вертикальной нагрузки и изгибающего момента, действующих на обрез фундамента).

Краевые давления под подошвой фундамента находят по формуле

(5.14)

где Fh – результирующая горизонтальная сила на обрез фундамента, кН;
W – момент сопротивления подошвы фундамента (для фундаментов: прямоугольных W = b×l²/6; круглых W = p×r³/4; ленточных W = b²/6).

Расчетное сопротивление грунта R характеризует уровень напряжений в грунте, при котором основание еще можно считать линейно деформируемой средой. В соответствии с требованиями СНиП [7] R находят по формуле

(5.15)

где gc1 и gc2 – соответственно коэффициенты условий работы грунтового основания (табл. 3 [7] или 43 [10]);
k – коэффициент, принимаемый равным k = 1 – если прочностные характеристики грунта (cII и jII) определены непосредственными испытаниями и k = 1,1 – если они определены по таблицам прил. 1 [7];
Mg, Mq и Mc – коэффициенты. зависящие от значения jII грунта, залегающего под подошвой фундамента (табл. 4 [7] или 44 [10]);
kz – коэффициент, принимаемый равным: при b ’ – осредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента;
cII – расчетное значение удельного сцепления грунта под подошвой фундамента;
d1 – расчетное значение глубины заложения фундамента;
db – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (при ширине подвала В £ 20 м и глубине более 2 м db = 2 м, при В > 20 м db = 0).

Расчетные значения gII , cII и jII находятся для слоя грунта толщиной z ниже подошвы фундамента: z=b/2 при b -того инженерно-геологического элемента;
hi – толщина i -того инженерно-геологического элемента (ИГЭ).

Если уровень грунтовых вод (УГВ) находится выше глубины z, определение расчетных значений gII и gII производится с учетом взвешивающего действия воды, то есть в формулу (5.16) для ИГЭ, расположенных ниже УГВ подставляются значения удельного веса взвешенного в воде грунта gsb,i.

Расчетная глубина заложения фундаментов d1 для зданий с подвалом определяется как приведенная глубина заложения от пола подвала по формуле

, (5.17)

где gcf – удельный вес материала пола подвала, кН/м 3 ;
остальные обозначения те же что и в формуле (5.10).

Предварительное определение размеров подошвы фундамента основано на достижении выполнения неравенств (5.12) и может быть произведено аналитическим или графоаналитическим методами.

Рекомендуемый графоаналитический метод состоит в следующем:

В системе координат (по оси абсцисс b в метрах, по оси ординат P, R в кПа) строятся графики уравнений R=f(b), 1.2×R=f(b), Pcp=f(b), Pmax=f(b). Формула (5.15) является уравнением прямой R=f(b), формулы (5.13) и (5.14) – уравнениями гиперболы Pcp=f(b), Pmax=f(b). Чтобы построить график зависимости R=f(b), необходимо определить величины R при двух значениях b (например, при b=0 и при b=4 м). Чтобы построить графики зависимости Pcp=f(b) или Pmax=f(b) необходимо определить их величины при нескольких (не менее трех) значениях b (например, при b=2 м, b=3 м и b=4 м). Построение графиков выполнять на листе миллиметровой бумаги формата А4 в произвольном масштабе. Результаты расчетов рекомендуется приводить в табличной форме. Пересечения графиков Pcp=f(b) с R=f(b) и Pmax=f(b) с 1.2×R=f(b) дадут два значения b, при которых будут выполняться условия Pcp £ R и Pmax £ 1.2×R (рис. 5.4). В качестве окончательной ширины подошвы фундамента принимается большее значение, округленное с точностью до десятых. При этом, учитывая погрешности построения графиков, необходимо выполнить проверки условий (5.12) с принятым значением ширины подошвы фундамента. В случае невыполнения условий (5.12) более чем на 5 % требуется корректировка размеров фундамента в сторону их увеличения.

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.

Типы ленточных фундаментов по глубине заглубления

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

Что можно увидеть в разрезе:

  • Сверху идет самый темный слой — плодородный. Его толщина от 10 см до 1,5 метров, иногда больше. Этот слой обязательно удаляется. Во-первых, он рыхлый, во-вторых, в нем живут разные животные/насекомые/бактерии/грибки. Потому сразу после разметки фундамента первым делом этот слой удаляют.
  • Ниже расположен естественный грунт. Таким он был до «обработки» животными и микроорганизмами. Тут могут быть такие грунты;
    • Плотный песок (крупный, средний, с гравием). Отличное основание для постройки дома: и вода уходит быстро и основание надежное. На таких грунтах можно ставить дом на мелкозаглубленный фундамент (глубина заложения от 50 см).
    • Сыпучие пески (мелкие и пылеватые). Если подземные воды расположены глубоко, строится можно. Но эти грунты опасны тем, что плывут при насыщении водой.
    • Глина, суглинок, супесь. Ведут себя точно также как и пылеватые пески: при намокании плывут, если воды мало, но их несущая способность высокая. Тут еще нужно смотреть на количество осадков врегионе.
    • Торфяники. Самые ненадежные основания. На них можно строиться только с использованием столбчатых фундаментов. И то, только при условии, что не очень глубоко расположен слой грунта с хорошей несущей способностью.

    Необходимо определить, что за грунты в каждом слое

    Часто сложности возникают при попытках различить глиносодержащие грунты. Иногда достаточно только на них посмотреть: если преобладает песок и имеются вкрапления глины — перед вам супесь. Если преобладает глина, но есть и песок — это суглинок. Ну а глина не содержит никаких вкраплений, копается тяжело.

    Есть еще один метод, который поможет вам удостоверится насколько правильно вы определили грунт. Для этого из увлаженного грунта скатывают руками валик (между ладонями, как когда-то в детском саду) и сгибают его в бублик. Если все рассыпалось — это малопластичный суглинок, если развалилось на куски — пластичный суглинок, если осталось целым — глина.

    Определившись с тем, какие грунты у вас находятся на выбранном участке, можно приступать к выбору типа фундамента.

    Глубина заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод

    Все особенности проектирования описаны в СНиП 2.02.01-83*. Обобщенно все можно свести к следующим рекомендациям:

    • При планировании на скальных, песчаных крупной и средней крупности, гравелистых, крупнообломочных с песчаным заполнителем грунтах глубина залегания фундамента от уровня расположения подземных вод не зависит.
    • Если под подошвой фундамента находятся мелкие или пылеватые пески, то при уровне подземных вод расположенных на 2 метра ниже уровня промерзания грунта, глубина заложения фундамента может быть любой. Если воды находятся выше этой отметки, то закладывать фундамент нужно ниже уровня промерзания.
    • Если под подошвой находится будут глины, суглинки, крупнообломочные грунты с пылеватым или глинистым заполнителем, то фундамент однозначно должен быть ниже уровня промерзания (от уровня подземных вод не зависит).

    Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

    Как видите, в основном уровень заложения фундамента фундамента определяется наличием подземных вод и тем, насколько сильно промерзают грунты в регионе. Именно морозное пучение становится причиной проблем с фундаментами (или изменение уровня грунтовых вод).

    Глубина промерзания грунтов

    Чтобы примерно определить до какого уровня промерзают грунты в вашем регионе, достаточно взглянуть на расположенную ниже карту.

    По этой карте можно примерно определить уровень промерзания грунтов в регионе (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

    Но это — усредненные данные, так что для конкретной точки определить значение можно с очень большой погрешностью. Для пытливых умов приведем методику расчета глубины промерзания грунта в любой местности. Вам нужно будет знать только средние температуры за зимние месяцы (те, в которых среднемесячная температура имеет отрицательные значения). Можете посчитать сами, формула и пример расчета выложены ниже.

    Формула расчета глубины промерзания

    Dfn — глубина промерзания в данном регионе,

    Do — коэффициент, учитывающий типы грунта:

    • для крупнообломочных грунтов он равен 0,34;
    • для песков с хорошей несущей способностью 0,3;
    • для сыпучих песков 0,28;
    • для глин и суглинков он равен 0,23;

    Mt — сумма среднемесячных отрицательных температур за зиму в вашем районе. Находите статистику службы метрологии по вашему региону. Выбираете месяца, в которых среднемесячная температура ниже нуля, складываете их, находите квадратный корень (есть функция на любом калькуляторе). Результат подставляете в формулу.

    Например, собираемся строиться на глине. Средние зимние температуры в регионе: -2°C, -12°C, -15°C, -10C, -4°C.

    Расчет промерзания грунта будет таким:

    1. Mt=2+12+15+10+4=43, находим квадратный корень из 43, он равен 6,6;
    2. Dfn= 0,23*6,6= 1,52 м.

    Получили, что расчетная глубина промерзания по заданным параметрам: 1,52 м. Это еще не все, учесть нужно будет ли отопление, и, если будет, какие температуры будут поддерживаться в нем.

    Если здание неотапливаемое (баня, дача, стройка будет идти несколько лет), применяют повышающий коэффициент 1,1, который создаст запас прочности. В этом случае глубина заложения фундамента 1,52 м * 1,1 = 1,7 м.

    Если здание будет отапливаться, грунт тоже будет получать порцию своего тепла и промерзать будет меньше. Потому при наличии отопления коэффициенты понижающие. Их можно взять из таблицы.

    Коэффициенты, учитывающие наличие отопления в здании. Получается, чем теплее в доме, тем на меньшую глубину нужно заглублять фундамент (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

    Итак, если в помещениях будет постоянно поддерживаться температура выше +20°С, полы с утеплением, то глубина заложения фундамента будет 1,52 м * 0,7 = 1,064 м. Это уже меньшие затраты, чем углубляться на 1,52 м.

    В таблицах и на картах приведен средний уровень за последние 10 лет. Вообще, наверное, в расчетах стоит использовать данные за самую холодную зиму, которая была за последние 10 лет. Аномально холодные и бесснежные зимы бывают примерно с такой периодичностью. И при расчетах желательно ориентироваться на них. Ведь вас мало успокоит, если отстояв 9 лет, на 10-й ваш фундамент даст трещину из-за слишком холодной зимы.

    На какую глубину копать фундамент

    Вооружившись этими цифрами и результатами исследования участка, нужно подобрать несколько вариантов фундаментов. Самые популярные — ленточный и столбчатый или свайный. Большинство специалистов сходится во мнении, что при нормальной несущей способности грунта их подошва должна находиться на 15-20 см ниже глубины промерзания. Как ее посчитать, мы рассказали выше.

    Глубина заложения фундамента — это уровень, на который необходимо углубить фундамент

    При этом учитывайте следующие рекомендации:

    • Опираться подошва должна на грунт с хорошей несущей способностью.
    • Фундамент должен погружаться в несущий слой минимум на 10-15 см.
    • Желательно чтобы грунтовые воды располагались ниже. В противном случае необходимо принимать меры по отведению воды или понижению их уровня, а это требует очень больших средств.
    • Если несущий грунт находится слишком глубоко, стоит рассмотреть вариант свайного фундамента.

    Выбрав несколько типов фундамента, определив для них глубину заложения, проводят ориентировочный подсчет стоимости каждого. Выбирают тот, который будет экономичнее.

    Еще обратите внимание, что для уменьшения глубины заложения фундамента можно применять утепленную отмостку. При строительстве ленточного фундамента мелкого заложения отмостка обязательна.

    Мелкозаглубленный фундамент

    Иногда фундамент глубокого заложения строит очень дорого. Тогда рассматривают свайный (свайно-ростверковый) или фундаменты мелкого заложения (мелкозаглубленные). Их еще называют «плавающими». Их только два вида — это монолитная плита и лента.

    Плитный фундамент считается самым надежным и легко предсказуемым. У него такая конструкция, что она может получить значительные повреждения только при грубых просчетах при проектировании. Тем не менее, и его можно испортить.

    Тем не менее, застройщики плитные фундаменты не любят: они считаются дорогими. На них уходит много материала (в основном арматуры) и времени (на вязку той же арматуры). Но иногда плитный фундамент получается дешевле ленточного глубокого заложения или даже свайного. Так что не сбрасывайте его сразу со счетов. Он бывает оптимальным, если строить хотят тяжелое здание на пучнистых или сыпучих грунтах.

    Фундамент мелкого заложения

    Мелкозаглубленная лента может иметь глубину от 60 см. При этом она должна опираться на грунт с нормальной несущей способностью. Если глубина плодородного слоя больше, то глубина заложения ленточного фундамента увеличивается.

    С ленточными фундаментами мелкого заложения под легкие здания все очень просто: они работают хорошо. Комбинация со срубом из бревна или бруса — это экономный и в то же время надежный вариант. Если и случаются перегибы ленты, то упругая древесина отлично с ними справляется. Почти также хорошо себя на такой основе чувствует себя каркасный дом.

    Более внимательно нужно просчитывать если на мелкозаглубленном ленточном фундаменте собираются строить задние из легких строительных блоков (газобетона, пенобетона, и т.п.). Они на изменения геометрии реагируют не самым лучшим образом. Тут нужна консультация опытного и, обязательно, компетентного специалиста с большим опытом.

    Строение плитного фундамента

    А вот под тяжелый дом мелокзаглубленный ленточный фундамент ставить невыгодно. Чтобы передать всю нагрузку, его нужно делать очень широким. В этом случае, скорее всего, дешевле будет плитный.

    Как работает мелкозаглубленый фундамент

    Этот тип используется тогда, когда бороться с силами пучения слишком дорого и не имеет смысла. В случае с фундаментами мелкого заложения с ними и не борются. Их, можно сказать, игнорируют. Просто делают так, что фундамент и дом поднимаются и опускаются вместе с вспучившимся грунтом. Потому их еще называют «плавающими».

    Все что при этом необходимо — обеспечить стабильное положение и жесткую связь всех частей фундамента и элементов дома. А для этого нужен правильный расчет.

    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 (рис.12, 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.

    • Прорезать толщу надежных и ненадежных грунтов (рис. 13, а, б).
    • Использовать надежный грунт, как распределительную подушку при обязательной проверке расчетом слабого подстилающего слоя (рис. 13, в).
    • закрепление слабого грунта (рис.13, г,д).

    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.

    Проектирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании

    Фундаменты мелкого заложения возводятся в открытых котлованах. Их отличительными особенностями являются передача нагрузки на основание преимущественно через подошву и отношение высоты фундамента к ширине менее четырех. Применение таких фундаментов обычно считается рациональным при глубине заложения до 2…4 м.

    По форме фундаменты разделяются: на отдельные (под колонны); ленточные (под стены); сплошные или плитные (под все здание). Основание фундаментов может быть естественным или искусственным. В первом случае грунты используются без предварительной подготовки. Во втором — до начала строительства производится замена или целенаправленное улучшение свойств грунтов, например уплотнением, закреплением, осушением.

    Определение глубины заложения подошвы фундамента

    Глубина заложения подошвы фундамента (рис. 3.1, 3.2) должна приниматься с учетом следующих факторов:

    • — назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
    • — глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;
    • — существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
    • — инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и др.);
    • — гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации;
    • — возможного размыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (мостов, переходов, трубопроводов и др.);
    • — глубины сезонного промерзания грунта.

    Конструктивными особенностями возводимых сооружений являются:

    • · величина и характер нагрузок, передаваемых на фундаменты;
    • · наличие подземных этажей, подвалов, подполий, приямков и других устройств, заглубленных в грунт;
    • · характер конструкций, через которые нагрузка передается на фундаменты (колонна каркаса, инженерные болты, несущие стены, распорные конструкции);
    • · чувствительность надземных конструкций к возможному развитию неравномерных осадок.

    Нагрузки, передаваемые надземными конструкциями на фундаменты, определяют их размеры в плане и ожидаемые осадки фундаментов при данном напластовании грунтов [14].

    Рис. 3.1. Заглубление фундамента относительно отметки пола подвала: а — при отсутствии гидроизоляции; б — при наличии гидроизоляции подвальных помещений; в, г — при наличии технического подполья или подвального помещения в зависимости от ширины подвала; 1 — гидроизоляция; 2 — замок из гидроизоляции; 3 — стяжка; hk — толщина пригрузочного бетонного пола; hn — высота фундаментной подушки

    Иногда высота фундаментов, обусловленная прочностью его материала, заставляет увеличивать глубину заложения фундаментов. В частности, при устройстве фундаментов под тяжелые металлические колонны, высота фундаментов зависит от необходимости заделки анкерных болтов.

    При наличии подземных устройств подошву фундаментов требуется заглублять ниже таких устройств. В частности, фундаменты заглубляются в нескальные грунты не менее чем на 0,5 м ниже отметки пола подвала.

    В случае устройства внутренней гидроизоляции подвальных помещений минимальная глубина заложения определяется по формуле

    где hn — толщина подушки, м; hcf — толщина конструкции пола подвала, м.

    Рис. 3.2. Глубина заложения фундаментов с учётом конструктивных особенностей: а — под сборную железобетонную колонну; б — под металлические колонны (общий вид и армирование); 1 — анкерные болты; 2 — арматурные сетки

    При примыкании проектируемых фундаментов к существующим различают следующие случаи: подошва проектируемых фундаментов располагается выше глубины заложения существующих (рис. 3.3, а), на одном и том же уровне

    (рис. 3.3, б, в) и ниже подошвы существующего фундамента (рис. 3.3, г, д). Значение тангенса угла в определяется из выражения

    где цl — расчетные значения угла внутреннего трения; сl — расчетное удельное сцепление; pl — интенсивность давления на подошве расположенного выше фундамента.

    В случаях, изображенных на рис. 3.3, б, в, г, д, необходима проверка устойчивости существующего фундамента.

    Когда вновь возводимые фундаменты приходится делать на различных отметках, переход от большей глубины заложения к меньшей осуществляется уступами, как изображено на рис. 3.4, где tgв определяется по формуле (3.2).

    В связных грунтах (при c ? 50 кПа) можно принимать tgв = 1.

    Рис. 3.3. Случаи примыкания к существующим фундаментам: 1 — существующий фундамент; 2 — проектируемый фундамент; 3 — шпунт

    Рис. 3.4. Высотное расположение уступов: а — при смежных отдельных фундаментах; б — при ленточном фундаменте (размеры в метрах)

    В зависимости от рельефа стройплощадки фундаменты под стенами длинных зданий могут иметь различную глубину заложения, следуя за рельефом площадки. В этом случае фундаменты проектируют с уступами как по длине, так и по глубине здания. При проектировании уступов должно соблюдаться условие

    где ly — длина уступа фундамента, м; hy — высота уступа, м. Для ленточных фундаментов высота уступов принимается 0,5-0,6 м, а длина участка фундамента 1-1,2 м.

    По инженерно-геологическим условиям глубина заложения фундаментов назначается в зависимости от строения толщи основания. В многослойной толще при согласном напластовании грунтов фундамент закладывается на опорный слой, имеющий высокие прочностные (c, ц) и деформационные (Е) характеристики. В однородной толще оснований глубина заложения фундаментов назначается конструктивно, но не более 5-6 м и не менее 0,5 м. Кроме напластования грунтов, учитывают и режим подземных вод — гидрогеологические условия площадки строительства. Заглубление подошвы ниже уровня подземных вод (У.П.В.) вызывает удорожание строительства и нарушение природной структуры грунта несущего слоя гидростатическим и гидродинамическим давлением подземной воды. Поэтому желательно располагать подошву фундаментов выше уровня подземных вод во время закладки фундаментов или принимать минимальное их заглубление ниже указанного уровня.

    Положение уровня подземных вод существенно сказывается также на пучении грунтов при их промерзании, что учитывается нормами [16].

    При закладке фундаментов в обводненных грунтах необходимо заранее разработать проект водопонижения на период строительства [13].

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

    Нормы проектирования [16] рекомендуют расчетную глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн принимать в зависимости от положения У.П.В. и показателя текучести пылевато-глинистых грунтов.

    Нормативную глубину промерзания можно определить по формуле (если

    Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности

    Читать еще:  Дом на мелкозаглубленном фундаменте
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector