Глубина заложения фундаментов и нагрузка

Глубина заложения фундаментов и нагрузка
Глубина заложения фундаментов, нагрузка на фундаменты, виды оснований и действие сил пучения на фундаменты

Грунт, на котором построено здание, принимает на себя при помощи фундамента, все нагрузки конструкций здания. Грунты на которых происходит строительство сооружений различного назначения, редко являются однородным слоем, чаще всего — это наслоения различных типов грунтов, с разными свойствами. Безопасное  строительство зданий, требует подробного изучения грунтов.

От целого ряда причин, зависит глубина заложения фундаментов, например от:

  • возможности осадки грунта при оттаивании  и пучения при промерзании;
  • в зависимости от того какое сооружение строится-  баня, дом, постройки хозяйственного назначения, гараж), а так же от их их конструктивных особенностей (наличия подвального или цокольного этажа и др…);
  • от того, какого характера и каких характеристик нагрузки, воздействуют на фундамент;
  • гидрогеологических, а так же геологических показателей участка;

Под наружные конструкции зданий, строительство которых выполняется на грунтах любого типа, за исключением скальных, нужно закладывать фундамент на глубину не меньше 0.5 м от поверхности планировки участка.

В домах в которых устраивается подвал, показанная глубина заложения подошвы фундаментов, по отношению к полу, должна составлять минимум 0.5 м, в то время, как при плотных или утрамбованных грунтах можно не заглублять фундамент в грунт, короче, принимать глубину заложения равной толщине подготовки под полы и пола подвала, смотрите рисунок 1.

Глубина заложения фундамента, главным образом зависит от уровня грунтовых вод, а так же от глубины промерзания грунта.

В том случае, на участке на котором выполняется строительство фундамента, если имеются мелкие или пылеватые пески, а так же супеси, то нормативная глубина промерзания грунтов должна быть увеличена до 20%.

Уровень подземных грунтовых вод, оказывает довольно сильное влияние на поведение разного рода грунтов. Самыми подходящими условиями для строительства фундаментов, являются те, при которых глубина промерзания грунта, меньше глубины грунтовых вод, смотрите таблицу 1.

Таблица 1.Глубина заложения фундамента с учетом условий возможности пучения грунтов при промерзании

В последнем случае, по мере усиления морозов будет увеличиваться и глубина промерзания грунта. Во время  воздействия мороза, когда глубина промерзания грунта достигнет отметки подземных грунтовых вод, начнется их превращение в лед, а вместе с этими процессами начнет происходить и вспучивание грунта. Такое не хорошее явление, усиливается кроме того еще тем, что сам процесс вспучивания никогда не протекает равномерно и в разных местах фундамента, подъем грунта будет происходить неравномерно и неодинаково. В итоге образуется перекос фундамента, возможное появление трещин в стенах дом, как и в самом фундаменте, происходит перераспределение нагрузок в фундаменте. Дело в том, что в том случае если бы процесс протекал равномерно, то этой неприятной проблеме вспучивания грунта, не нужно было бы отводить столько времени —  в зимнее время года дом равномерно приподнялся, а весной равномерно бы опустился. Но, как бы нам этого ни хотелось, этого не достичь, и не только из за вышеописанных проблем, но из за целого ряда других.

Таблица 2.

Примечание: 1.Глубина заложения фундаментов внутренних стен зданий которые отапливаются, определяется без  учета уровня глубины промерзания грунтов, но только при условии, что грунты будут защищены от увлажнения и промерзания, с самого начала строительных работ, до ввода здания в эксплуатацию.

2. Глубина заложения фундаментов стен зданий, у которых имеются не отапливаемые подвалы, при наличии грунтов, которые указаны в п. 3.4.6-8 в таблицах 1, 2, выполняется, считая от пола здания, равной половине расчетной глубины промерзания.

Таблица 3. Коэффициент влияния теплового режима здания mt на промерзание грунтов

Если уровень грунтовых вод высок и их захватывает глубина промерзания, то для того чтобы выйти из такой ситуации, можно выбрать один из ниже приведенных способов :

  • не забывать об этих факторах при выборе надежного варианта фундамента, не смотря, на то, что увеличится стоимость строительства;
  • если есть такая возможность, провести работы связанные с гарантированным понижением уровня грунтовых вод (прокладка дренажных канав, осушение, и т.д.).

Строительство фундаментов на водосточных песчаных или супесчаных грунтах со свободным горизонтом воды , которая находится выше отметки подошвы, должно происходить с одновременным понижением уровня грунтовых вод, до отметки на 0.5 м ниже дна котлована.

Нагрузка на фундаменты

При строительстве фундаментов, стоит на первом месте, не только правильный выбор глубины заложения, фундамента, но и точность разбивочных работ, не нарушение технологии строительства фундаментов, правильный выбор самой конструкции фундамента, с соблюдением всех нагрузок от сооружения и способности грунта оснований выдерживать эти нагрузки без существенных деформаций. Расчеты и разные способы конструирования фундаментов , с учетом применения разнообразных строительных материалов и способов их возведения, позволят приблизиться к самому идеальному и нужному техническому решению, при котором фундамент будет надежным, прочным и экономичным.

Таблица 4. Нормативное давление на основание

Правильный расчет оснований и фундаментов может выполнить только профессионал, обладающий соответствующими знаниями так, в области инженерно-геологических изысканий, нормативов, коэффициентов величин и других показателей, а кроме того методик расчета, принятых в СНиПах.

Таблица 5. Нагрузка от 1 м2 стены

Таблица 6.

При расчете основания здания, главное значение имеют вид грунта и его сопротивляемость. Для предварительного назначения размеров фундамента, применяются данные нормативного давления на основания, которые можно увидеть посмотрев таблицу 4. Эти данные можно использовать, когда ширина основания составляет от 0.6 до 1.5 м и глубина заложения от 1 до 2.5 м, считая от отметки природного рельефа или от отметки планировки до отметки основания.

Таблица 7. Нагрузка от 1 м2 перекрытий пролетом до 4.5 м

Нормативное давление увеличивается в том случае, когда глубина заложения фундамента  больше 2.5 м, а  в случае когда глубина заложения меньше одного метра, то уменьшается. Общее давление на грунт, при определенной опорной площади фундамента, не должно быть большим расчетного сопротивления грунта. Общая нагрузка, которая воздействует на 1-2 м подошвы ленточного фундамента, равнка сумме нагрузок от снега, крыши, всех перегородок и перекрытий, оборудования в доме, наружной стены дома и самого фундамента. Примерную общую нагрузку можно вычислить при помощи таблицы. Смотрите таблицы 4, 5, 6, 7, 8.

Таблица 8.

Виды оснований

Глинистые грунты относятся к основаниям из просадочных, которые находясь в напряженном состоянии под действием нагрузки от здания или своего собственного веса при замачивании, дополнительно деформируются ( проседают). Основным критерием, из за которого глинистые грунты относятся к просадочным — это степень  их влажности (доля заполнения пор водой0й) <0.6.

В зависимости от возможности просадочных явлений, под действием собственного веса, грунтовые условия на участке строительства подразделяются на два типа:

1 -условия грунта , при которых может иметь место просадка от собственного веса не более 5 см.

2 — условия грунта, при которых возможна просадка от собственного веса более 5 см.

Тип условий грунта, определяется во время проведения инженерно-геологических изысканий. Устойчивость дома и различных других строений, можно обеспечить при помощи выполнения ниже приведенных мероприятий:

  • устранение просадочных свойств грунтов в пределах всей или части просадочной толщи;
  • заглубление фундамента;
  • устройство свайных фундаментов;
  • применение водозащитных и конструктивных мероприятий.

Выбор мероприятий, производится в зависимости от технико-экономических расчетов.

К набухающим основаниям, можно отнести  грунты, которые в напряженном состоянии при замачивании увеличиваются в своем объеме. Для таких грунтов характерно то, что они кроме всего прочего, обладают не высоким пределом усадки, большой пластичностью и имеют природную влажность.

Устойчивость дома и сооружений другого назначения при возможных деформациях основания от набухания, которые превышают допустимые, обеспечивается путем соответствующей подготовки основания:

  • устранение набухающих свойств грунтов в пределах всей или части толщи, путем предварительного замачивания;
  • применение компенсирующих грунтовых подушек;
  • замена части или полная, слоя деформирующегося слоя грунта другим грунтом.

Схема устройства компенсирующей подушки, показана на рисунке 2.

Действие сил пучения грунта на фундаменты

Давление по подошве фундамента назначается от вида грунта подушки и его состояния. Нагрузка на основание, особенно из просадочных и набухающих грунтов, должна быть сбалансирована, иначе при фиксированной нагрузке, которая будет превышать нормативную из за замачивания грунта, произойдет дополнительная деформация фундамента, а при не достаточной нагрузке, силы пучения могут легко вытолкать фундамент вверх.

Самыми опасными силами, которые действуют на фундаменты небольших частных домов — это силы морозного пучения. Дело в том, что в тяжелых пучинистых грунтах, в которых присутствуют суглинки, супеси, насыщенные водой глины при промерзании на 1-1.5 м, перемещения поверхностного слоя грунта могут достичь 10-15 см. смотрите рисунок 3.

Действия сил морозного пучения в результате вызывают подъем фундамента, с его последующим опусканием во время не равномерного оттаивания грунта, что приводит к его деформации, перекосу стен дома, образованию различных дефектов — трещины в стенах, смещение балок, крыльца, заклиниванию дверей, отслоению обоев и т.д.

Не допустить отрицательного воздействия сил морозного пучения, не всегда удается только за счет увеличения глубины заложения фундамента ниже уровня промерзания грунта. Силы морозного пучения воздействуют так же и с боку, а не только снизу. Эти касательные силы могут  накренить фундамент, а это приведет к изменению направления действующих вертикальных сил, внецентренному давлению от нагрузок дома и дополнительным не нужным проблемам.

Силы действующие на фундамент, показаны на рисунке 4.

Фундаменты которые располагаются ниже уровня промерзания грунта ( смотрите рис. 4, б, в), не подвергаются давлению замерзшего грунта снизу, в то же время, как боковое давление остается значительным и может вызвать смещение фундамента.

Для того чтобы нейтрализовать эти силы, рекомендуется выполнить следующие мероприятия:

  • выполнять строительство монолитных железобетонныхт фундаментов на подушке из песка;
  • основание фундамента, устроить  уширенным, в виде опорной площадки;
  • выполненные из штучных изделий вертикальные стенки, устраивать сужающимися по направлению к верхней части фундамента;
  • тепло-изолировать поверхностный слой грунта (под отмосткой) вокруг фундамента.

Кажется, что обладая участком и проектом дома мы можем немедленно приступить к строительству. Но, как понятно из этой статьи, сначала нужно очень тщательно выбрать место под строительство фундамента, потому, что от качества грунта и надежности фундамента, зависит долговечность всего дома…

Post navigation

Добавить комментарий