Глубина заложения ленточного фундамента: применение, особенности, расчёты

Особенности расчета ленточного фундамента

Глубина заложения ленточного фундамента: применение, особенности, расчёты

Комментариев:<\p>

Рейтинг: 77

При любом строительстве очень важно произвести верный расчет ленточного фундамента. Он является основой любого дома и должен выдерживать нагрузку всей конструкции.

Ленточный фундамент на сегодня является одним из самых прочных и надежных, однако, чтобы он действительно был качественным, необходимо проводить верно расчеты глубины заложения, ширины ленты и того, насколько должна выступать его надземная часть.

При возведении квадратного или прямоугольного фундамента, как правило, проблем не возникает, а вот со сложными формами приходится поработать. В данном случае специалисты рекомендуют вычислять каждый сегмент по отдельности и потом складывать их.

Глубина заложения конструкции

Перед тем как начать монтировать ленточный фундамент, необходимо сделать разметку и расчитать глубину заложения.

В данном расчете очень важно принимать во внимание все необходимые параметры: плотность грунта, глубину промерзания и залегания грунтовых вод, а также габариты строящегося сооружения. Плотность грунта должна выдерживать большую нагрузку.

Чем мягче она, тем более глубоким должен быть фундамент. Это убережет его от деформации и проседания. Из-за особенностей нашего климата важно учитывать при расчетах глубину промерзания почвы.

Глубина ленточного фундамента.

Чаще всего фундамент заглубляют ровно на половину глубины замерзания. Однако на ленточный фундамент оказывают большое влияние грунтовые воды. Если они не достигают уровня промерзания, то они практически не влияют на монтажные работы.

Но если они достигают данного уровня, то фундамент рекомендуется делать на всю глубину замерзания. Расчет ленточного фундамента невозможен без правильно вычисленного веса дома. Чем выше и тяжелее сооружение, тем прочнее должен быть фундамент.

При этом необходимо учитывать вес не только материалов, но и мебели, которая будет стоять в помещениях. Чем больше предполагаемая нагрузка, тем шире должен быть фундамент.

Многие на данном этапе предпочитают использовать графический метод вычисления. Для этого на чертеже примерно прорисовываются все детали конструкции и необходимые элементы. Далее производится примерный подсчет всех используемых в строительстве материалов. Удельный вес материалов можно посмотреть в специальных таблицах.

Во внимание рекомендуется принимать и сезонные нагрузки, к примеру, такие, как снег. Он, выпадая на крышу, оказывает большое давление как на всю конструкцию дома, так и на фундамент. Здесь учитываются форма крыши и используемый в строительстве материал: чем круче угол наклона, тем больше снега будет задерживаться (соответственно, больше нагрузка).

Источник: https://tolkobeton.ru/fundament/lentochnyj/raschet-lentochnogo-fundamenta.html

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.

Таблица 9

Глубина заложения подошвы фундаментов в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта

На­име­но­ва­ние грун­та под по­дош­вой фун­да­мен­таГлу­би­на за­ло­же­ния фун­да­мен­тов от уров­ня пла­ни­ров­ки, мПри рас­по­ло­же­нии под­зем­ных вод в двух (и бли­же) мет­рах от рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния грун­таПри рас­по­ло­же­нии под­зем­ных вод да­лее двух мет­ров от рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния грун­та
Скаль­ные, круп­но­об­ло­моч­ные с пес­ча­ным за­пол­ни­те­лем, пес­ки гра­ве­ли­стые, круп­ные и сред­ней круп­но­сти Не за­ви­сит от рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния
Пес­ки мел­кие и пы­ле­ва­тыеСу­песи с по­ка­за­те­лем те­ку­че­сти при I L < 0 Не ме­нее рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния Не за­ви­сит от рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния
Су­песи с по­ка­за­те­лем те­ку­че­сти при I L ≥ 0Су­глин­ки, гли­ны, а так­же круп­но­об­ло­моч­ные грун­ты с пы­ле­ва­то-гли­ни­стым за­пол­ни­те­лем при по­ка­за­те­ле те­ку­че­сти грун­та или за­пол­ни­те­ля I L ≥ 0,25 Не ме­нее рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния
Су­глин­ки, гли­ны, а так­же круп­но­об­ло­моч­ные грун­ты с пы­ле­ва­то-гли­ни­стым за­пол­ни­те­лем при по­ка­за­те­ле те­ку­че­сти грун­та или за­пол­ни­те­ля I L < 0,25 Не ме­нее рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния Не ме­нее по­ло­ви­ны рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния

Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:

  • фундаменты опираются на грунты для которых специальными исследованиями установлено, что они не имеют пучинисгых свойств;
  • деформации основания при промерзании и оттаивании не оказывают влияния на эксплуатацию сооружения;
  • предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов.

Расчетная глубина промерзания вычисляется по формуле:

df = k×dfn  ,

в которой k — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 10; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений k = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой; dfn — нормативная глубина промерзания принимается по таблице или по карте.

Таблица 10

Коэффициент k влияния теплового режима сооружения на промерзание грунтов около фундаментов наружных стен

Осо­бен­но­сти со­ору­же­нияКо­эф­фи­ци­ент k при рас­чет­ной сред­не­су­точ­ной тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха в по­ме­ще­нии, при­мы­ка­ю­щем к фун­да­мен­там на­руж­ных стен, °С05101520 и бо­лее
Без под­ва­ла, с по­ла­ми на грун­те 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
Без под­ва­ла, с по­ла­ми на ла­гах по грун­ту 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6
Без под­ва­ла, с по­ла­ми по утеп­лен­но­му цо­коль­но­му пе­ре­кры­тию 1,0 1,0 0,9 0,8 0,7
С под­ва­лом или тех­ни­че­ским под­по­льем 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

Примечания:

1 Приведенные в таблице значения коэффициента k относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента (af) не более 0,5 м; если это расстояние 1,5 м, значения коэффициента k повышают на 0,1, но не более чем до значения k = 1; при промежуточном значении af значения коэффициента k определяют интерполяцией.

2 К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии — помещения первого этажа.

3 При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент k принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

4. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении k за расчетную температуру воздуха принимают ее
среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов суток.

Читайте также:  Армировка ленточного фундамента

Найти минимально необходимую глубину заложения подошвы фундаментов наружных стен жилого здания без подвала в Нижнем Новгороде, с полами по утепленному цокольному перекрытию: грунт — супесь с текучестью I L < 0, подземные воды в период промерзания на глубине dw = 2,5 м от поверхности планировки, вынос фундамента от наружной плоскости стены 1 м, температура воздуха в помещении 20°С.

По таблице найдем для супеси в Нижнем Новгороде нормативную глубину промерзания: 1,8 м.

Тогда расчетная глубина промерзания:

df = k×dfn = 0,7×1,8 = 1,26 м,    где k = 0,7 (по табл. 10)

Расстояние от расчетной глубины промерзания до уровня грунтовых вод в зимний период dw — df = 2,5 — 1,26 = 1,24 то есть менее 2 м. Следовательно, грунт может испытывать морозное пучение и глубина заложения фундамента должна быть не менее расчетной — 1,26 м (см. табл. 9).

Для уменьшения глубины заложения должны быть предприняты специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунта либо применена конструкция фундамента не воспримчивого к сезонным колебаниям грунта.

Особенности возводимого н соседних сооружений

Основными конструктивными особенностями возводимого сооружения, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются:

  • наличие и размеры подземных и подвальных помещений;
  • глубина заложения фундаментов соседних сооружений;
  • наличие и глубина прокладки подземных коммуникации и конструкций самого фундамента;
  • величина и характер нагрузок, передаваемых на фундаменты.

В зданиях с подвалом глубина заложения подошвы фундамента выбирается в зависимости от высоты подвального этажа, от конструкции фундамента и конструкции пола подвала (рис. 14).

Рис. 14.

Пример изменения глубины заложения фундамента от его конструкции

При примыкании проектируемых фундаментов к существующим различают следующие случаи: подошва проектируемых фундаментов располагается выше глубины заложения существующих фундаментов, на одном и том же уровне и ниже подошвы существующего фундамента. Фундаменты проектируемого сооружения, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется закладывать, как показано на рисунках страницы сайта.

Если сооружение строится на косогоре фундаменты приходится делать на различных высотах. Переход от большей глубины заложения к меньшей осуществляется уступами, как изображено на рис. 15, где tg β, так же как и в случае проектирования нового фундамента рядом с существующим, определяется по формуле:

tg β < tg φ + c/p  ,

где φ1 — расчетное значение угла внутреннего трения грунта; с — расчетное удельное сцепление грунта, кПа; р — интенсивность давления по подошве расположенного выше фундамента, кПа. В связных грунтах (при с > 50 кПа) можно принимать tg β = 1 (β = 45°).

Рис.15. Высотное расположение уступов в отдельных смежных и ленточных фундаментах

Для ленточных фундаментов высота уступов в этих грунтах обычно принимается 0,5–0,6 м, а длина участка фундамента — 1,0–1,2 м (в несвязных грунтах соотношение между высотой и длиной уступа может быть принято 1:2 при высоте уступа, не превышающей 0,5–0,6 м).

При наличии коммуникаций (трубы водопровода, канализации и т.д.) подошва фундамента должна быть заложена ниже их ввода.

При этом условии трубы не подвержены дополнительному давлению от фундамента, а фундаменты не опираются на насыпной грунт траншей, отрытых для прокладки труб.

Кроме того, в случае аварий и протечек уменьшается зона замачивания грунта, а при необходимости замены труб не будут нарушены грунты основания.

Влияние способа производства работ по устройству фундаментов

При возможности следует закладывать фундамент выше уровня подземных вод. При этом, как правило, не требуется водоотлива, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, работы могут быть выполнены в кратчайший срок.

Глубину заложения фундамента следует выбирать, в том числе и в зависимости от способа производства землянных и монтажных работ. Под монолитные ленточные фундаменты траншеи можно отрыть вручную, но для здания с подвалом нужен экскаватор. При наличии крана можно применять сборные фундаменты, а при наличии бетономешалки — монолитные и т.д.

Окончательное решение по конструкции фундамента и глубине его заложения нужно принимать после анализа всех черех факторов приведенных выше.

© Охраняется Законом РФ об авторском праве. Копирование сайта или любой его части без согласия правообладателя, запрещено.

Контакты: написать сообщение

Источник: https://ostroykevse.com/Fundament/08.html

Глубина заложения фундамента малоэтажного дома

Надёжность и экономичность фундаментов бесподвальных малоэтажных домов напрямую зависит от правильного выбора глубины их заложения.

В СП 50-101-2004, посвящённом проектированию и устройству оснований и фундаментов, указывается, что малоэтажные дома «могут возводиться на малозаглублённых и незаглублённых фундаментах».

Глубина заложения фундамента больше никаких дополнительных указаний не имеет.

К малозаглублённым (мелкозаглублённым) относят фундаменты, устраиваемые в пределах глубины промерзания грунтов.

Глубина сезонного промерзания на территории России колеблется от 0,8 м до 2,5 м, а в зоне вечной мерзлоты промерзание деятельного слоя доходит до 3,0 м. Можно ли относить фундаменты, заложенные в пределах глубины промерзания, например, на 1,0-1,5 м к мелкозаглублённым, в нормативных документах ответа пока нет,

В территориальных строительных нормах, разработанных для малоэтажных зданий Московской области (ТСН МФ-97 МО), указания о глубине заложения мелкозаглублённых фундаментов не приводятся, но отмечается, что независимо от глубины залегания грунтовых вод фундаменты  должны устраиваться выше их уровня.

В приведённых в Приложении примерах проектных решений фундаменты заглублены на 0,2; 0,4 и 0,6 м.

Также отмечается, что для условий Московской области рациональная глубина заложения фундамента для МЗУФ находится в диапазоне глубин 0,2…0,6 м.

Однако до последнего времени в технической литературе не было информации, как под конкретный обьект следует выбирать необходимую глубину заложения.

Но даже в указанном диапазоне глубин расход бетона существенно отличается и, если относить к фундаменту только заглублённую в грунт конструкцию, то увеличение глубины заложения в 3 раза ведёт в ряде случаев к такому же увеличению расхода бетона.

Если же учитывать расход бетона на единый фундамент-цоколь, то увеличение может достигать 30…40%.

Глубина заложения фундамента зависит от величины нагрузок, передающихся от дома на основание, расчётного сопротивления грунтов основания, степени их пучинистости и конструкции основания, например, от ширины траншей ленточных фундаментов.

При проектировании фундаментов в каждом конкретном случае необходимо решать задачу оптимизации их заглубления то есть определить такую глубину, при которой обеспечивается устойчивость и следовательно — надёжность фундаментов при действии касательных сил пучения при минимальном расходе бетона на их изготовление.

При возросших в последнее время размерах возводимых домов и стоимости строительства задача оптимизации расходов на изготовление фундаментов является весьма актуальной.

Трудоёмкость этой задачи заключается в том, что она решается методом последовательного приближения.

При этом подразумевается, что существует проект дома и известны нагрузки на фундаменты, а на строительной площадке выполнены инженерно-геологические изыскания и для расчётов имеются данные по грунтам: их физико-механические характеристики, расчётное сопротивление грунтов и степени пучинистости.

Рассмотрим последовательность решения задачи на конкретных примерах.

Пример 1

Исходные данные:

  • дом — одноэтажный, бесподвальный, в процессе строительства и эксплуатации зимой не отапливается, поэтому смерзание боковой поверхности фундаментов с грунтом происходит с двух сторон;
  • регион строительства — Московская область, расчётная глубина промерзания df =1,6 м;
  • грунт — суглинки сильнопучинистые, показатель интенсивности пучения f = 0,12;
  • к расчёту принят мелкозаглублённый монолитный ленточный фундамент;
  • ширина цоколя по условию размещения над фундаментных конструкций принята равной 0,3 м;
  • нагрузка на фундамент Од = 2,5 тс/м (одна из характерных нагрузок в одноэтажных щитовых, каркасных и брусовых домах);
  • коэффициент пористости суглинка е = 0,7;
  • показатель текучести JL= 0,5;
  • удельные касательные силы пучения, действующие по боковой поверхности фундаментов, τн = 11,0 тс/м2;
  • заглубление фундамента, принятое первоначально, =0,5 м.

Требуется определить ширину опорной части ленточного фундамента (b) и ширину пазух траншеи (bтр), засыпаемых песком, по условию устойчивости фундамента при действии касательных сил пучения.

Решение

1. Расчёт ширины опорной части фундамента

Так как грунт сильнопучинистый, без устройства уплотнённой песчаной противопучинной подушки не обойтись. Необходимо определить расчётное сопротивление (R) песчаной подушки.

Для этого воспользуемся данными таблицы 5 (Приложение З, СНиП 2.02.01 — 83*, Основания зданий и сооружений}.

Согласно им при степени влажности грунта Sr ≥ 0,8 Ro = 2,0 кгс/см2 (с запасом надёжности).

Значение Ro относится к фундаментам с шириной опорной части = 1,0 м и глубиной их заложения do = 2,0 м. Для определения расчётного сопротивления грунта на глубине заложения фундаментов 0,5 м воспользуемся формулой (1) того же Приложения СНиПа:

R = Ro (1+k(b-bo)/bo) x (dф+do)/2do     (1),

Читайте также:  Геотекстиль под фундамент

В формулу входит ширина подошвы фундамента, которая пока не известна. Поэтому расчёт произведём при предварительной величине b = 0,5 м. Коэффициент к для песков равен 0,125. Подставляем значения и получаем:

R=2,0 x (1+0,125 х (0,5-1,0) / 1,0) x (0,5+2) / 2х2=1,17 кгс / см2.

Необходимую ширину опорной части ленточного фундамента найдём из выражения:

b = Qд / R = 2,5/11,7 = 0,21 м.

Так как ширина цоколя равна 0,3 м, ширина опорной части фундамента не может быть меньше. Принимаем b = 0,3 м.

Уточняем расчётное сопротивление песчаной подушки при b = 0,3 м:

R = 2,0 x (1 +0,125 х (0,3-1,0) / 1,0) х 2,5 / 4=1,14 кгс / см2.

Уточняем величину b:

b = 2,5 / 11,4 = 0,22м

Оставляем величину b = 0,3 м.

Пучинистый грунт под песчаной подушкой весной при оттаивании какое-то время находится в распученном состоянии с физико-механическими характеристиками, ухудшенными по сравнению с теми, которые были получены при выполнении инженерно-геологических изысканий. Осадки рассчитываемого фундамента останутся в пределах допустимых величин, если давление на распученный грунт не будет превышать его расчётного сопротивления. Поэтому необходимо определить расчётное сопротивление распученного грунта.

Так как толщина противопучинной подушки на этой стадии расчётов пока не известна, расчётное сопротивление распученного грунта в запас надёжности определяем в уровне подошвы фундамента — 0,5 м.

Коэффициент пористости грунта в распученном состоянии определяем по формуле:

ер = е+f(1+е)(1- dф / df )      (2).

Подставляем значения и получаем:

ер = 0,7 + 0,12(1 +0,7)(1 — 0,5/1,6) = 0,84.

Расчётное значение Ro для распученного суглинка определяем по таблице 3 того же Приложения СНиПа (при е = 0,84 и JL= 1,0}. По интерполяции получаем: Ro= 1,5 кгс/см2.

Так как полученное сопротивление относится к ширине опорной части 1,0 м и заглублению 2,0 м, то пересчитываем по формуле (1) для b = 0,3 м и dф = 0,5 м. Коэффициент k для суглинков равен 0,05.

R = 1,5х[1 + 0,05х(0,3 -1,0)/1,0]х2,5/4 = 0,9 кгс/см2.

Из этого следует, что расчётное сопротивление распученного суглинка меньше расчётного сопротивления песчаной подушки. Поэтому ширину ленточного фундамента определяем по расчётному сопротивлению распученного суглинка.

Получаем:

b=2,5/9,0 = 0,28м.

Оставляем ширину подошвы фундамента без изменения — 0,3 м.

2. Расчёт на устойчивость при действии касательных сил пучения

Принимаем минимальную ширину траншеи 0,7 м (рис. 1).

Здесь и в дальнейшем ширину пазухи траншеи 0,2 м считаем минимальной.

Рис. 1. Варианты заглубления ленточных фундаментов и их надёжность в сильнопучинистых грунтах при нагрузке 2,5 тс/м: а, б, в  — устойчивость не обеспечена; г — устойчивость обеспечена.

Условие устойчивости можно представить в следующем виде:

γ1Qд ≥ γ2Qf   (3)

где γ1 и γ2— коэффициенты надёжности, равные 0,9 и 1,1 соответственно.
Qf— сумма касательных сил пучения, действующих с двух сторон ленточного фундамента на глубину его заложения.

Вычисляется по формуле:

Qf=2τнdфmkt,

где τн — удельные касательные силы пучения, определяются по таблице 6.10 СП 50-101-2004 (при сильнопучинистых грунтах τн= 11,0 тс/м2);

 — заглубление фундамента — 0,5 м;

— коэффициент, зависящий от ширины пазухи траншеи, определяется по графику рис. 2 (при ширине пазухи 0,2 м m = 0,6};

kt —  коэффициент, учитывающий соотношение среднемесячной температуры воздуха при промерзании грунта на глубину заложения фундамента и среднемесячной максимальной отрицательной температуры воздуха за зимний период, определяется по графику рис. 3 (в нашем примере kt=0,68).

Рис. 2. Зависимость коэффициента m от ширины пазух траншей

Рис. 3. Зависимость коэффициента kt от глубины заложения фундаментов: 1 — для условий Московской области; 2 — для условий Новосибирской области

Получаем:

γ1Qд = 0,9×2,5 = 2,25 тс/м;

γ2Q=1,1 х2х11,0×0,5×0,6×0,68 = 4,9 тс/м > γ1Qд

То есть фундамент — не устойчив. Как известно, из всякого положения есть два выхода. В нашем случае это:

  • увеличение ширины траншеи;
  • уменьшение глубины заложения фундамента.

Возможна комбинация обеих вариантов.

Рассмотрим 1-й вариант и увеличим ширину траншеи до 1,2 м (рис. 1б).

Получаем:

γ2Q=1,1x2x11,0x0,5×0,42×0,68 = 3,46 тс/м > γ1Qд

Фундамент остаётся неустойчивым.

Увеличим ширину траншеи до 1,6 м {рис. 1в). Получим:

γ2Q=1,1x2x11,0x0,5×0,32×0,68 = 2,63 тс/м > γ1Qд

Фундамент и в этом случае будет неустойчив. Дальнейшее увеличение ширины траншеи не имеет смысла, так как она уже превышает разумные пределы — необходимы большие объёмы разрабатываемого грунта и засыпаемого песка.

Поэтому переходим ко второму варианту — уменьшаем глубину заложения фундамента и заглубляем его на 0,3 м от поверхности грунта.

Необходимо уточнить расчётное сопротивление распученного суглинка и ширину подошвы фундамента на глубине 0,3 м.

Получаем:

ер = 0,7 + 0,12х(1 + 0,7)х(1 — 0,3/1,6) = 0,87;

Ro=1,4 кrc/cм2;

R = 1,4x[1+0,05x(0,3-1,0)/1,0]x2,3/4 = 0,78 кrc/см2;

b = 2,5/7,8 = 0,32 м.

Принимаем ширину подошвы фундамента 0,4м.
Рассчитываем фундамент на устойчивость при минимальной ширине траншеи 0,8 м (рис. 1г):

γ2Q=1,1x2x11,0x0,3×0,6×0,51 = 2,22 =γ1Qд

То есть фундамент устойчив.

Как показали наши расчёты, при нагрузке от дома на фундамент 2,5 тс/м его заглубление ниже 0,3 м приводит к увеличению расхода бетона (за счёт заглубления) и возрастанию объёмов разрабатываемого грунта и засыпаемого песка. Глубина заложения фундамента 0,3 м в данных грунтовых условиях является оптимальной. При других характеристиках распученного грунта и степени его пучинистости оптимальная  глубина заложения фундамента может быть иной.

Пример 2

Исходные данные:

  • все исходные данные по грунтам и климатическим условиям те же, что в примере 1;
  • нагрузка на фундамент Qд = 8,0 тс/м (одна из характерных нагрузок в одноэтажном кирпичном или двухэтажном доме со стенами из пенобетонных блоков с облицовкой в полкирпича);
  • ширина цоколя — 0,5 м;
  • заглубление фундамента, принятое первоначально, dф = 0,3 м.

Решение

1. Как следует из предыдущего примера, расчётное сопротивление распученного суглинка меньше, чем расчётное сопротивление песчаной подушки, поэтому ширину опорной части ленточного фундамента определяем по расчётному сопротивлению распученного грунта. Так как в формулу (1) Приложения 3 СНиПа входит ширина опорной части, примем для предварительного расчёта b = 1 м.

Получаем:

ер =  0,87 (из примера 1);

Ro=1,4 кгс/см2 (из примера 1);

R = 1,4х[1 + 0,05х(1,0 -1,0)/1,0]х2,3/4 = 0,78 кгс/см2;

b = 8/7,8 = 1,02 м.

Принимаем ширину опорной части ленточного фундамента равной 1,0 м.

Приняв высоту полки уширенной подошвы ленточного фундамента 0,2 м (рис. 4), констатируем, что помимо продольной рабочей арматуры необходимо введение в конструкцию поперечной рабочей арматуры, шаг и диаметр которой определяется расчётом.

Рис. 4. Схема поперечного армирования фундамента: σ — реакция грунта; г — растягивающие усилия; 1 — сжатая зона бетона; 2 — поперечная рабочая арматура.

Из курса сопротивления материалов известно, что в твёрдом теле под действием внешней нагрузки сжатая зона распространяется под углом 45°. Бетон хорошо воспринимает сжимающие напряжения и плохо — растягивающие.

При ширине полки, большей её высоты, часть полки оказывается вне зоны сжатия. Под действием реакции грунта на эту часть полки по грани призмы сжатия возникают растягивающие напряжения, которые могут разрушить бетон.

Для предотвращения разрушения в нижней части подошвы фундамента устанавливают поперечную арматуру, которая воспринимает растягивающие напряжения.

2. Рассчитываем фундамент на устойчивость при минимальных размерах траншеи 1,4 м {рис. 5а).

Рис. 5. Варианты заглубления ленточных фундаментов и их надёжность в сильнопучинистых грунтах при нагрузке 8,0 тс/м: а,в; г — устойчивость обеспечена; б — устойчивость не обеспечена.

Получаем:

γ1Qд =  0,9×8,0 = 7,2 тс/м;

γ2Q=1,1x2x11,0x0,3×0,6×0,51 = 2,2 тс/м 

Источник: http://mainstro.ru/articles/stroi/fundament/fund/view_952.html

Расчет ленточного фундамента (пример)

Когда расчет по несущей способности грунта сделан, а так же определена нагрузка дома, можно выполнить расчет ленточного фундамента, его объем и количество необходимого материала который пойдет на ленту несущей строительной конструкции.

Ленточные фундаменты активно используются при возведении небольших хозяйственных построек, частных жилых зданий и небольших административных корпусов. Фундаментная бетонная лента способна выдерживать значительные нагрузки, но это возможно только при наличии четкого и правильного расчета.

Существует классическая лента мелкозаглубленного типа, глубина заложения подошвы ленты может составлять до метра, такой вариант основания подходит для ровных площадок. Также учитывается глубина залегания грунтовых вод.

Основные этапы расчета

Ленточное основание также часто возводят в комбинации со сваями, в результате получается свайно-ростверковый фундамент.

Но перед началом строительных работ нужно обязательно сделать расчет нагрузки на сваи со стороны будущего здания, чтобы они не перекосились или не деформировались.

Главный этап при возведении ленточного основания – это расчет нулевого уровня ленты для любого жилого дома, вплоть до бани.

Расчет ленточного фундамента состоит из нескольких основных этапов:

  1. Определение типа грунта для определения возможности использования винтовых свай и ленточного ростверка.
  2. Расчет массы будущего сооружения;
  3. Корректирование размеров фундамента под расчетные нагрузки с учетом типа почвы и глубины промерзания грунта.
Читайте также:  Особенности пропорции бетона на фундамент по классическому варианту

Любой ленточный фундамент, независимо от конструкции и размеров, будет установлен на почве, особенности которой следует учесть перед началом всех расчетных работ.

Важность определения типа грунта

Таблица с указаниями выбора основания в зависимости от типа грунта

От показателей несущей способности грунта будет зависеть на какую глубину нужно погружать сваи и выкапывать траншею для опалубки и заливки ленты, учитывается расчетная глубина основания. Анализ структуры грунта можно сделать тремя способами:

  1. Выкопать в разных местах размеченной территории под будущее здание или баню вертикальные углубления, и проанализировать структуру грунта.
  2. Взять на анализ керн грунта на различной глубине способом глубокого бурения;
  3. Обратиться в геологическую службу, а она предоставит приблизительную карту грунтов на данной территории с указанием уровня залегания грунтовых вод.

Большинство срезов покажет, что грунт на различной глубине не однороден. Сначала идет слой рыхлой плодородной почвы, которую необходимо полностью снять.

Затем возможен суглинок или песок, на таком грунте строить фундамент лучше сразу на сваях.

Возможен вариант каменистой почвы (содержащих в профиле значительное количество каменистых отдельностей более 5% от массы), которая идеальна для мелкозаглубленного ленточного фундамента.

Любой песчаный или глинистый сухой грунт, независимо от структуры, имеет несущую способность от 2 кг/см 2. Это исходная величина для первичного расчета будущей конструкции фундамента, а также глубины его залегания.

Большинство бань и небольших деревенских дач строятся из древесины или кирпича. Грунт массу легкого здания хорошо выдерживает, и будет достаточно рассчитать необходимое количество строительных материалов.

Но можно себя и подстраховать, увеличив ширину подошвы.

Если приходится увеличивать ширину подошвы фундамента, нужно обязательно повторно рассчитать необходимое количество строительных материалов, а также толщину свай для бани, например, если используется свайно-ростверковое основание.

Источник: http://FundamentClub.ru/raschet/lentochnogo-fundamenta.html

Мелкозаглубленный фундамент — особенности заложения

Применение мелкозаглубленных фундаментов – новое решение в строительстве малоэтажных домов, получившее развитие совсем недавно. Толчком к созданию теории мелкозаглубленных фундаментов и применению ее на практике, явилось:

  • появление новых легких строительных и утепляющих материалов;
  • неудовлетворительный опыт эксплуатации обычных ленточных фундаментов с глубиной заложения ниже границы промерзания почвы с легкими домами.

Чем плох фундамент большого заглубления

Известно, что глубина промерзания на широте Москвы приближается к 1,5 метрам. Строительство заглубленного ленточного фундамента в таких условиях потребует очень серьезных затрат, как на рытье траншей, так и на армирование и бетонирование ленты фундамента.

Но по опыту эксплуатации оказалось, что такие фундаменты часто не надежны для легких зданий. Потому что на высокие боковые стенки действуют касательные силы морозного пучения грунтов.

Причем эти усилия при высоте стенки в 1,5 метра достигают очень внушительных значений – до 25 т на один метр длины фундамента. В тоже время нагрузка от веса дома на один метр ленточного фундамента редко когда превышает 15 тонн, а часто находится в пределах 2 – 10 т. В результате зимой высокие заглубленные фундаменты просто выпучивает из земли.

Также грунт на участках чаще не однородный, поэтому фундамент испытывает изгибающие усилия. Это постепенно приводит к его перекосу, и к разрушению несущих стен здания.

Что заставляет отказаться от глубокого фундамента

К отказу от примненения фундаментов глубокого заложения, в пользую коснтрукций с мелким способствовало следующее:

  • отсутствует абсолютная надежность от применения заглубленных фундаментов в пучинистых грунтах.
  • пучинистые грунты фактически находятся на 80 процентах площадей, которые могут быть застроены.
  • экономия от применения мелкозаглубленных ленточных фундаментов внушительная.

Опыт строительства

Уже полученный опыт эксплуатации мелких фундаментов (речь идет о тысячах домов частной постройки) говорит о высокой надежности этого метода. Причем стены домов были выполнены как из кирпича или железобетона, так и из легких материалов – пенобетона, дерева, деревянных щитов.

При этом на строительстве фундамента, по сравнению с обычным методом, достигалась денежная экономия как минимум в 2 раза, а чаще в 3 раза, с уменьшением количества бетона на 50 – 70%, и трудозатрат на 50%.

Принципы строительства мелкозаглубленных фундаментов

Основные положения теории мелкого заглубления фундаментов заключаются в следующем.

  1. Фундаменты закладываются на глубине 30 – 40 см от среднего уровня почвы. Но иногда делаются и без заглубления – непосредственно на грунте. Это лучше подходит для легких (деревянных) и не отапливаемых строений. При этом касательные силы морозного пучения равны нулю.
  2. Для пучинистых грунтов фундамент создается как жесткая монолитная рама, способная перераспределять неравномерные просадки или пучения грунта. Возводится в виде монолитной железобетонной рамы, конструкция которой определяется расчетом.
  3. Лента фундамента опирается на подушку, сделанную из фильтрующих воду грунтов. Обычно применяется чистый (без примесей глины) песок с высоким модулем крупности, возможно в смеси с мелким щебнем.
  4. Для уменьшения воздействия морозного пучения применяется утепление грунта на прилегающей к фундаменту площади на ширину не менее 1 метра. Для этого грунт здесь накрывается теплоизолятором, при этом получает тепло от нижележащих слоев грунта и от фундамента отапливаемого дома (теплопотери дома уходящие через фундамент в грунт).
  5. В случае высокого уровня стояния грунтовых вод выполняется их искусственный отвод. Также фундамент защищается от проникновения к нему воды с поверхности.

Зачем нужна подсыпка из песка и гравия

Подушка под подошвой фундамента из материалов, через которые вода быстро фильтруется, преследует несколько целей.

  • уменьшить воздействие пучений грунта, в том числе и просадки в период оттаивания;
  • равномерно передать нагрузки от фундамента на подстилающий грунт, и тем самым увеличить несущую способность фундамента;

Обратная засыпка песком также преследует цели:

  • Оградить фундамент от непосредствненого контакта с пучинистыми грунтами, которые могут двигаться.
  • Обеспечить совместно с вышележащей горизонтальной гидроизоляцией полосу сухого материала, прилегающего к фундаменту.
  • Обезопасить утеплитель фундамента от контакта с крупными включениями.

Разработка конструкции

Конкретная конструкция мелкозаглубленного фундамента разрабатывается проектной организацией. При этом учитываются множество факторов. А в основе расчетов находятся характеристики грунтов, вычисленные в лаборатории на основании испытаний и исследований образцов, которые были взяты на строительном участке.

Расчетами определяются размер и схема армировки ленты. Кроме того, — глубина заложения, толщина песчаной подушки под фундаментом, ширина траншеи и вид обратной засыпки.

Если грунты на участке строительства пучинистые, то конструкция фундамента должна выдерживать воздействующие на нее нагрузки пучений весь период эксплуатации.

Типичные параметры мелкозаглубленного фундамента

Известны типичные результаты таких расчетов.
Чем меньше глубина заложения, тем шире должна быть подошва фундамента. Причем в зависимости от условий строительства (вид грунта, вес дома) это значение может находиться в широких пределах – от 0,4 до 1,2 метра.

Рекомендуемая толщина песчаной подушки, также в зависимости от условий, может сильно меняться – от 0,2 до 0,8 метра.

Если же грунт непучинистый или среднепучинистый, а грунтовые воды находятся ниже подошвы, то могут применяться и более дешевые виды ленточного фундаментов –из бутового камня или из кирпича с обязательным обустройством поясов армирования.

На весьма пучинистых грунтах такие сборные мелкозаглубленные ленты могут также использоваться, но с условием полной и надежной термоизоляции прилегающего грунта.

Песчаная подсыпка не всегда обязательна. А расчетная ширина подошвы, в зависимости от нагруженности фундамента и сопротивляемости грунта, может колебаться в пределах 0,2 – 0,6 метра.

Что важно

Даже с монолитным армированным фундаментом, возможно разрушение стен при первых же проявлениях пучения. Это результат неправильного выбора конструкции (размеров, армировки…), или нарушения условий утепления, подсыпки…

В тоже время более дешевый и проще создаваемый фундамент из штучных материалов (чаще природный бутокамень или среднеформатный бетонный блок) с бетонированным армированием, может быть отличной основой для дома.

Не столь важен сам материал фундамента, сколько его конструкция, а также утепление и отсыпка.

Конструктивная схема

Типичное решение для не глубоко располагаемых фундаментов – совмещение их с цокольной частью, в одной высоконесущей балке. Причем высота цокольной части (выше уровня земли) может быть разной, — от 0,3 до 0,8 метра.

Пример готового конструктивного решения по обустройству фундаментно-цольной части для дома из легких кладочных материалов.

Для легкого строения, деревянного дома, щитовых стен – подходит и фундамент без заглубления, -опираемый на подушку из песка, которая в свою очередь должна находится на грунте без плодородного слоя земли.

Фундамент, устроенный на небольшой глубине без расчетов и учета характеристик грунта, не может называться мелкозаглубленным, — это просто частная конструкция, созданная для…

Источник: http://stroy-block.com.ua/fundament/82-melkozaglublennyy-fundament-osobennosti-zalozheniya.html

Ссылка на основную публикацию