Как узнать уровень фундамента
Расчет глубины заложения фундаментной основы
Принцип расчета глубины
В большинстве случаев для построек рассчитывают ленточный фундамент. Поэтому часто возникает вопрос: как определить глубину заложения фундамента? Ответить на него можно, подсчитав все нагрузки от проектируемого дома. Поэтому перед началом расчета потребуется:
Проделав вышеуказанные шаги, можно начинать расчет. Сперва необходимо составить таблицу, в нее нужно вписать удельный вес всех используемых материалов, затем нужно разбить проектную работу на такие этапы:
Виды фундамента для дома
Прежде чем проводить расчёт основания дома, необходимо определиться какой тип фундамента вы будете использовать для своего строения.
По типу конструкции они подразделяются на:
Ленточный фундамент являет собой железобетонную полосудостаточно прочная, долговечная и простая
Плитным называют монолитную железобетонную плиту, уложенную в углублённый и выровненный грунт. Редкое использование этого типа основания, несмотря на возможность применять его на неблагоприятном грунте, объясняется дороговизной.
Столбчатый – это конструкция из столбов, соединённых балками между собой. Хотя такой вариант и самый дешёвый, его рекомендовано применять для неподверженных температурным изменениям грунтов. К тому же, он способен выдержать только небольшой деревянный дом.
Фундамент на сваях может быть использован на слабых грунтах или при строительстве многоэтажного дома. Однако необходимость задействовать множество техники значительно поднимает стоимость всего здания.
Расчёт ширины подошвы
Каждый фундамент имеет две горизонтальные плоскости. Верхняя, соприкасающаяся со стенами, называется обрезом, а нижняя, контактирующая с почвой – подошвой. Определение размеров подошвы – главное в его расчёте. На видео Вы сможете увидеть процесс заложения нижней части фундамента.
Для безошибочного расчёта ширины подошвы, кроме веса строения, также надо знать вид грунта, на котором производится строительство. Несущая способность у каждого вида грунта своя. Её определают по таблице:
Мы узнали массу/вес постройки. Теперь, зная вид почвы, можно определить ширину основания монолита.
Общую массу строения увеличим на вес находящейся в нём мебели и несущей платформы, которая также будет оказывать давление на почву, возможный вес атмосферных осадков – снега.
Общая масса дома, учитывая дополнительные нагрузки, составила 200 т. Выбираем ширину подошвы равную ширине блочного материала – 50 см. Длина дома – 3000 см. 3000 умножаем на 50, итог 150000 кв.см. – площадь дома, которая будет оказывать давление на землю.
Наш дом построен на влажной глине. В среднем она воспринимает вес 2 кг/см2.
150000 умножаем на 2, получаем 300000 кг/см2 – максимальный вес, который выдержит данная почва. Наш дом весит 200 тыс. кг.
300000 – 200000 = 100 тыс. кг – запас прочности.
Грунт легко выдержит постройку, возможны даже дополнительные нагрузки. Ширина основания ленты составит 50 см.
Определяем уровень грунтовых вод
Для этого на территории, где будет стоять дом, копают канаву глубиной около 3 м. Либо, если на участке стоит колодец, благодаря ему и можно узнать уровень грунтовых вод. Наиболее точную информацию можно определить в межсезонье (весна, осень), когда уровень грунтовых вод выше всего.
Можно узнать и состав почвы. Верхний слой – плодородный, при строительстве его убирают. Его легко узнать по цвету – он более тёмный. Под верхним слоем находится основной. Он и будет несущим, на него будет оказывать нагрузку фундамент и дом.
Если после всех расчётов оказалось, что почва не выдержит массы дома, то нужно увеличить площадь фундамента, либо использовать в строительстве дома другие материалы. После каждого внесения изменений придётся ещё раз пересчитывать габариты фундамента.
Свод правил
Правила определения на какую глубину делать фундамент, установлены СП 50-101.2004. Они включают следующие основные требования:
Общая смета
Подводя итог, чтобы вся изложенная теория стала чуточку понятнее, приведём пример расчёта основания для одноэтажного дома.
Здание габаритами 6х10 м, с внутренней шестиметровой стеной. При этом высота первого этажа – 3 м, а высота чердака – 2 м.
Как вы видите, расчёт фундаментов – не настолько сложная наука, чтобы отказываться от стройки своими силами, и данный пример расчёта фундамента приведён здесь как главное доказательство.
Выбор типа фундамента
Перед тем, как начать расчеты, необходимо выбрать тип используемого фундамента соответственно обстоятельствам:
Ленточный фундамент – самый универсальный тип, поскольку является надежным и долговечным, подходит для зданий любой высотности, в здании можно обустроить подвал. Минусом является большой расход материалов и громоздкость конструкции. Представляет собой заглубленную в землю ленту из армированного бетона, вылитую на подушке из песка и щебня.
Столбчатый фундамент – представляет собой заглубленные в землю на определенном расстоянии друг от друга бетонные столбы, соединенные балками. Подходит для возведения малоэтажных (1-2 этажа) домов из бруса, из сип-панелей, или срубов. Данный вид фундамента подойдет для почв, где нет резких температурных колебаний.
Плиточный – требует предварительного заглубления грунта, а неровности почвы под ним выравниваются подсыпкой песка, щебня или бетона.
Свайный – состоит из соединенных балками и железобетонными плитами свай. Применяется в условиях зыбких почв, для строительства легких многоэтажных зданий. Монтаж свай требует применения множества строительной техники и обходится недешево.
Что такое глубина заложения фундамента
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.
Пример расчёта веса дома
Чтобы определить, каких размеров будет лента, надо рассчитать массу будущего строения.
Рассчитываем приблизительную массу будущей конструкции, потребуется значение площади стен, поверхности пола и потолка, а также крыши.
Рассмотрим пример, строится дом со стенами длиной 6 м и 5 м, с одной капитальной поперечной стеной внутри, длина которой– 5 м. Высота стен – 3 м. Длина наружных стен составляет 22 м плюс поперечная стена 5 м, получается 27 м. Умножаем длину стен 27 м на их высоту 3 м – определяем общую площадь стен 81 кв. м.
Площадь пола и потолка составит по 30 кв. м.
Далее, рассчитываем площадь крыши. Измеряем высоту фронтона, используя геометрические формулы, рассчитываем его площадь, затем считаем площадь крыши.
Каждую полученную площадь умножаем на удельный вес 1 кв. м. соответствующего материала. Цифры складываем, получится примерный вес будущего дома. К нему нужно прибавить вес чердачных и цокольных перекрытий.
От чего зависит глубина заложения
Правильный расчет углубления основания постройки является залогом того, что строение будет стоять долгие годы без усадки и трещин.
При планировании величины углубления фундамента важную роль играют такие факторы:
Нагрузка на основание от здания и наличие подземных построек (подвалов, гаража)
Необходимо обратить внимание на план здания и учесть тяжесть материалов, из которых будет строиться дом.
Состав компонентов почвы, уровень промерзания земли.
Степень рельефности площадки для строительства.
Уровень залегания подземных источников, зависящая от сезона и погоды.
Какие коммуникации будут прокладываться под зданием (они не должны располагаться ниже основания фундамента).
Как влияет состав почвы на глубину закладки фундамента
Песчаный грунт не требует большого заглубления основания
Хорошо, если на участке однородный состав почвы. От этого фактора напрямую зависит устойчивость строения, оно будет крепким и долговечным. Выбрать достаточно малую углубленность основания постройки можно на скальном, каменистом грунте, предварительно сняв верхний слой почвы.
Основание глубиной более 500 мм заливают на «хрящевом» грунте, состоящем из гравия и крупных пород. Степень замерзания земли в этом случае не будет воздействовать на основание дома
Но при этом также важно правильно определить уровень залегания подземных вод и нагрузку от постройки
Основание на глубине 500-700 мм закладывают на песчаной почве, при этом учитывается величина промерзания грунта. Если почва очень мелкая и пылеобразна, то промерзает она на гораздо большую глубину. На основании чего и основание необходимо заложить глубже.
От 700 мм до 1 метра следует назначать глубину заложения фундамента на глиняно-песчаном грунте (супесь). Обязательно следует учесть и глубину промерзания.
На глиняной почве необходимо углубляться ниже линии промерзания грунта, так как почва вспучивается при минусовых температурах и сжимается от силы тяжести, как бы выталкивая все, что находится внутри нее наружу. Чтобы определить состав почвы можно обратиться в строительную организацию либо самостоятельно буром проделать несколько отверстий и определить преобладающий грунт.
Влияние уровня подземных вод
Уровень грунтовых вод может значительно повлиять на заглубление основания дома
Глубина заложения фундамента зависит от уровня подземных вод в районе строительства. Закладку основания постройки на 500 мм выполняют при глубоком залегании подземных источников, но при этом также учитывается и величина промерзания грунта.
Основание постройки необходимо устраивать ниже линии промерзания слоев земли, если она не находится на одной точке с уровнем подземных вод. Если эти величины совпадают, то уровень фундамента нужно выбрать ниже линии промерзания более, чем на 100 мм.
Если подземные источники располагаются близко от поверхности, рекомендуется пригласить специалистов, способных профессионально выполнить дренаж вокруг постройки. Такой вид работ позволит сэкономить средства на закладке фундамента. От профессионализма рабочих, выполняющих дренажные работы, зависит срок службы строения.
Влияние промерзания почвы
При наличии пучинистой почвы, закладка фундамента производится ниже линии промерзания, которая в умеренном климате составляет от 1 до 1,5 м. К северу и востоку глубина увеличивается, а к югу и западу уменьшается. Точку промерзания в определенном регионе можно узнать в крупных строительных организациях.
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
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:
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.
Расчет промерзания грунта будет таким:
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
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.
Расчет глубины заложения фундамента
Этот показатель напрямую связан с глубиной промерзания почвы и уровнем грунтовых вод.
При условии, что грунтовые воды — глубоко относительно уровня промерзания, значит, почва на вашем участке сухая и фундамент можно закладывать на небольшую глубину. Посмотрев видео, Вы узнаете множество важных моментов, которые нужно учитывать при заложении фундамента.
Если грунтовые воды ближе 2 м к отметке промерзания земли, то почва влажная, и зимой будет подвержена такому явлению, как морозное пучение
В таком случае важно, чтобы основание фундамента находилось ниже отметки промерзания земли
Для сухих почв – песок, твёрдая глина, фундамент устраивают не выше 0,7 м.
Если почва влажная – пластичная глина, суглинок, супеси, минимальную глубину заложения нужно увеличить до 1,2 м.
Когда строится дом с подвалом, глубина закладки должна быть минимально на 0,4 м ниже отметки пола в погребе.
Расчет бетона для фундамента
Профессиональный проект дома, а именно такие документы будут официальными при его введении в строй, показывает и количество строительных материалов. По нему определите и то, сколько чего надо иметь, приступая к закладке фундамента. Узнать, сколько потребуется бетона, самое простое в этих расчетах.
Марка бетона для основы должна быть не менее 100, при использовании цемента М400 его пропорция с песком составит 1:4. Но это будет не прочный бетон, его упрочняют четырьмя-пятью частями гравия и стальной арматурой. Вес кубометра железобетона будет равняться 1,8-2,5 тонны.
Представим приблизительный расчет типов фундамента и нагрузок. Воспользовавшись данной информацией, даже малоопытный строитель сможет понять, сколько материала потребуется для работы, и в какую сумму это всё обойдется.
Почва
От правильного определения типа почвы зависит выбор фундамента
Самым первым фактором, который следует тщательно изучить – это почва на участке, которая выбрана для постройки дома. От ее типа зависит многое:
Для того чтобы правильно оценить почву, необходимо выкопать в нескольких местах ямы или пробурить скважины. Расстояния между ними должно быть не менее метра. Грунты на одном и том же участке могут быть различными, а, следовательно, свойства их отличаются.
Очень важно не ориентироваться на свойства грунта соседнего участка и игнорировать обследование своего. Скважина пробуривается до глубины 2 метров
Такая глубина достаточна для того, чтобы получить представление, какой тип почвы преобладает
Скважина пробуривается до глубины 2 метров. Такая глубина достаточна для того, чтобы получить представление, какой тип почвы преобладает.
Далее определаются с видом фундамента и глубиной его залегания.
Приведём характеристики самых распространённых типов грунтов и варианты решений относительно расчёта основания дома.
Каменистые и полукаменистые грунты имеют очень высокую несущую способность. Исходя из этого, можно выполнять работы по устройству фундамента любого типа, кроме свайного.
Выбор типа фундамента
В зависимости от того, каким оказались значения расчетной площади подошвы фундамента (с привязкой к рельефу местности), выбирают конкретный тип основания для дома. Для приведенного выше примера расчета лучше всего подойдет заглубленный ленточный фундамент. Если же приходится строить дом чуть ли не на болоте, то надежнее заливать плиту. В целом же, выбор есть между такими основаниями, как:
Расчет параметров основания
Исходя из полученного значения площади подошвы фундамента и распределения нагрузок, рассчитывают площадь отдельных его конструкций. Так, на примере вышеописанного расчета (минимальная площадь подошвы 7,2 м2 под дом 6×9 м) можно заложить ленту шириной 0,4 м. Тогда полученная площадь фундамента составит: 9×0,4×2+(6-0,8)×0,4×3=7,2+6,72=13,44 м2
Этого с избытком хватит для строительства дома, ведь площадь фундамента превышает расчетное значение почти в 2 раза!
Можно пойти в другом направлении – установить буронабивные сваи с расширением внизу диаметром 0,5 м. В этом случае площадь подошвы каждой опоры составит: 3,14×0,5×0,5/4=0,2 м2
Таких свай потребуется 7,2/0,2=36 штук.
Когда изменяется ступенчато?
При строительстве дома на участке с уклоном, необходимо ступенчатое изменение глубины заложения фундамента. В таких случаях используются конструкции ленточного и столбчатого типа.
Наибольшей надежностью обладает бетонная лента. Этот тип фундамента можно сооружать на склонах с наклоном до 28-35 градусов.
Суть ступенчатого фундамента заключается в том, что нижняя стена является подпорной стеной и имеет повышенную глубину заложения.
Схема его выглядит следующим образом: вначале, готовится траншея для верхней стене с глубиной, равной расчетной глубине.
Под нижнюю, подпорную стену роется траншея такой же глубины, но опалубка поднимается на такую высоту, чтобы ее верхняя граница находилась строго в одной горизонтальной плоскости с верхним срезом опалубки верхней стенки.
Боковая стена рассматриваемого ленточного фундамента имеет ступенчатую конструкцию. Вся ее длина условно делится на участки примерно по 2 м. На каждом участке формируется горизонтальное дно траншеи. Отправная точка – заглубление верхней стены.
Строение боковой стены фундамента на склоне можно пояснить на примере. Например, строится дом шириной 6 м на склоне с уклоном 15 градусов. Условно выделяем 3 ступени боковой стены длиной по 2 м.
Ступеньки должны компенсировать уклон, причем подошва на каждой из них должна быть строго горизонтальна. Начальная точка расположена на верхней, а конечная – на нижней стене, где глубина заложения фундамента составляет 0,8 м.
Однако за счет уклона конечная точка располагается ниже верхней на 6хsin15=1,55 м. Высота каждой ступени составит 1,55:3=0,53 см.
Верхняя ступень в начальной точке будет иметь заглубление 0,8 м, а в конечной – 0,8-2sin15=0,28 м. Нижняя ступень: в конечной точке – 0,8 м, а в начальной – 0,8+sin15=1,32 м. Аналогичную величину имеет и средняя ступень.