Повна спрощена методика розрахунку фундаменту під будинок. Чи не заривайте "гроші в землю даремно".
Хатинка на "курячих ніжках" або фундамент на гвинтах
Уже сама назва говорить що це фундамент на вкручуються в землю гвинтах. Точніше сказати саморезах. Порівняно молодий вид фундаменту. Набув великої популярності за наступні безсумнівні переваги.
Ви тут: Home Фундаменти Види грунтів
види грунтів
Основне призначення фундаменту - прийняти на себе навантаження від ваги будівлі, снігу, тиску вітру і передати їх на підставу ґрунту. Правильний вибір ширини підошви фундаменту і глибини його закладення дозволяє виконати фундамент оптимальних розмірів, тобто найменший за вартістю.
Перш ніж приступити до вибору ширини підошви фундаменту і глибини його закладення потрібно з'ясувати наступні характеристики ділянки на якому ви будете будувати будинок - вид грунту. глибину промерзання і рівень грунтових вод.
Види грунтів. Характеристики грунтів.
За характером походження види грунтів діляться на природні - нашарування земної кори, що знаходяться в природному ущільненому і зволоженому стані, що утворилися за мільйони років в результаті руйнування стародавніх гірських або морських (озерних, мулистих, нанесених і ін.) Порід, і насипні - результат діяльності людини . Фундамент найкраще розташовувати на підставі грунту, що знаходиться в природному незайманому стані.
Для вирівнювання основи під фундамент допустима піщана підсипка висотою не більше 10 см. Більш високі підсипки повинні бути розраховані грамотним фахівцем і ущільнені механічними трамбівками.
При переборі грунту в котловані більш ніж на 10 см при його розробці екскаватором ями заливають "худим" бетоном або весь фундамент поглиблюють до незайманого ґрунту.
Засипка ям більше 1 м піском згодом може обернутися втрати вже відбудованого будинку в результаті тріщин.
Природні грунти діляться на великоуламкові. піщані і пилувато-глинисті. Для визначення виду грунту на конкретній будівельному майданчику повинні бути проведені геологічні вишукування, при яких виробляють буріння свердловин і відбір проб ґрунтів, після чого в лабораторіях визначають несучу здатність даних грунтів. На примітивному рівні можна виконати цю роботу і самому - вирити на місці майбутнього будинку шурф і визначити склад грунту на рівні підошви фундаменту. Однак найпростіше звернутися в районні відділи архітектури та землеустрою, де повинні знати склад грунтів.
Розрахункові опори грунтів стиску за першим граничним станом наведені в таблицях нижче.
Розрахункові опори (R0) великоуламкових грунтів, кг / см 2
При проведенні геологічних вишукувань безпосередньо забудовником може виникнути питання: в чому відмінність між пилувато-глинистими грунтами і чим відрізняється супесь від суглинку. Проводять простий тест:
невелику порцію грунту рясно змочують водою, потім з отриманої маси між долонь рук скачують джгут і загинають в кільце. Кільце з супеси розсипається на дрібні фрагменти, з суглинку на 2 - 3 частини, з глини - кільце залишається цілим.
Для визначення коефіцієнта пористості:
з тестованого грунту вирізують кубик розміром 10 х 10 х 10 см і зважують. таким чином дізнаються об'ємну масу грунту в природному стані. Потім цей грунт подрібнюють і ущільнюють. Таким чином видаляють з кубика повітряні пори. У отриманої маси вимірюють обсяг, тобто знаходять об'ємну масу грунту без пір. Коефіцієнт пористості визначається за формулою:
e = 1 - y0 / y; y = G / V0; y = G / V1,
де y, y0 - об'ємна вага грунту в ущільненому та природному станах; G - вага одиниці об'єму грунту; V0. V1 - об'єм ґрунту в природному і ущільненому станах.
При вирізанні кубика з грунту він може розсипатися. Нічого страшного - обсяг відомий і потрібен тільки вага. Обсяг грунту без пір можна визначити мірним стаканом.
Показник плинності визначити складніше, але є такий критерій:
при нульовій плинності лопата в Глінку майже не входить, при плинності 1 глина прилипає до лопати намертво.
Визначення інших видів грунтів, наведених в таблицях. не складає особливих труднощів. Якщо виникають сумніви у визначенні виду грунту, потрібно приймати значення розрахункового опору грунту стисненню в сторону зменшення, тобто перестрахуватися і зробити підошву фундаменту трохи ширше, ніж потрібно.
При зустрічі на ділянці будівництва біогенних (торфовищ і ін.) Засолених, набухають або просто незрозумілих грунтів необхідно преостановіть будівництво і запросити фахівців.
Грунт вважається пружнопластичних матеріалом. Під дією навантаження, що не перевищує певного значення, він здатний стискатися і розправлятися після її зняття. Розрахунок фундаменту на таке навантаження називається розрахунком за несучою здатністю грунту. При збільшенні навантаження відбувається необоротне смятие грунту. розрахунок в такому випадку називається розрахунком за деформаціями. цей розрахунок дозволяє виконувати більш вузькі, а отже, більш економічні фундаменти, і допоможуть вам його зробити тільки фахівці.
Розрахункові опори (R0) насипних ґрунтів, кг / см 2
Піски крупні,
середньої крупності
і дрібні, шлаки
Піски пилуваті,
супеси, суглинки,
глини, золи
Насипу, планомірно зведені
з ущільненням
Відвали ґрунтів і відходів про- ництва:
з ущільненням
без ущільнення
Звалища ґрунтів і відходів про- ництва:
з ущільненням
без ущільнення
Грунтові води.
Геологічні напластованіяземной кори не однорідні за своїм складом і щільності. Практично в будь-якому місці земної суші є пухкі водоносні шари. Висотна відмітка, що показує верхній постійно заповнений водою шар, називається рівнем грунтових вод. Над рівнем грунтових вод можуть перебувати ще й інші водоносні шари, але вони заповнюються водою періодично в результаті дощів або танення снігу. Рівень цього шару, та й саму періодично з'являється воду, називають "верховодка". Ґрунтова вода майже ніколи не замерзає і її рівень коливається незначно.
Грунти мають пористу структуру, грунтові води, піднімаючись по капілярах, змочують грунт і знаходиться на ньому фундамент. Фундаменти, хоча і виконані з більш щільних матеріалів, також мають порами і закачують воду в себе, передаючи її вгору до цоколю та стін. У період танення снігу і при дощах волога насичує грунт ще й зверху. Таким чином, фундамент завжди знаходиться в зволоженому стані. Для того, щоб захистити стіни від намокання, по верху фундаменту укладають шар гідроізоляції з двох шарів руберойду або толю, перекриваючи тим самим капілярний підйом води. "Тіло" фундаменту частково захищають від намокання, покриваючи його стінки бітумною мастикою, тим самим закриваючи пори фундаменту (докладніше див. "Гідроізоляція фундаментів").
При близько розташованому рівні грунтових вод до поверхні землі або при значних обсягах верховодки фундамент може бути розташований в водоносних горизонтах. В такому випадку виконують повну гідроізоляцію фундаменту, обклеюючи його гідроізолом з усіх боків. Гідроізоляцію в підлогах підвалів виконують по бетонній підготовці, прігружен її зверху ще одним шаром бетону. Гідроізоляцію по стінах фундаменту під уникнення її відшаровування захищають цегляною стіною товщиною в півцеглини, використовуючи тільки червоний добре обпалена цегла.
Рівень грунтових вод можна легко визначити, заглянувши в околицях колодязі або розпитавши сторожіли. Наявність на невеликій глибині горизонтів з солоною водою вказує на наявність засолених грунтів, а це означає підвищену агресивність до матеріалів фундаменту. При близько розташованих солоних ґрунтових водах потрібно робити спеціальний розрахунок фундаменту.
При значних обсягах верховодки і регулярних підтоплення підвалів навколо будівлі необхідно виконати дренажну систему (див. "Дренаж"), а по поверхні грунту - водотводние канави. Дренажна система не завадить і в усіх інших випадках - фундамент буде знаходитися в більш комфортних умовах.
При проектуванні фундаменту з підвалом, який буде знаходиться нижче рівня грунтових вод, слід враховувати, що глуха гідроізоляція перетворює підвал в невеликий корабель і при значному підпору грунтових вод і "верховодки" на підвал буде діяти виштовхує сила. Велике водотоннажність підвалу і незначна маса будинку можуть привести до "спливання" вдома. Технологія зведення фундаменту при близько розташованих ґрунтових водах досить складна. По периметру будующего будинку риють траншеї глибиною нижче глибини закладення фундаменту, в які вкладають дренажну систему або воду відкачують насосами весь час в період пристрою фундаменту і підвалів. Якщо загроза затоплення підвалів існує тільки від верховодки, то досить дочекатися теплого сухого періоду року і в цей час зробити фундамент з повною гідроізоляцією. Для захисту фундаменту від зливових потоків, що скочуються з даху, влаштовують вимощення по периметру будівлі. Отмостку виконують з ухилом від будівлі, відводячи воду на 1 1,2 м від стін.
пристрій відмосток
1. Асфальт товщиною 30 мм;
2. Щебінь;
3. Бортовий камінь;
4. Залізнення (посипання сирого бетонної основи сухим цементом з наступною затіркою);
5. Бетон;
6. брукову камінь;
7. Жирна глина;
8. Дренуючих шар (кругляк, щебінь, галька, крупнозернистий пісок і т.п.);
9. Поліетиленова плівка;
10. Піщаний підстильний шар або вирівняний грунт;
11. Горизонтальна гідроізоляція.
Глибина промерзання.
Росія - країна північна, тому при влаштуванні фундаментів доводиться враховувати сезонне промерзання грунтів. Замерзлі грунти багаторазово збільшують свою несучу здатність. Тому в зонах вічної мерзлоти влаштовують фундаменти на палях, вморожених в грунт.
Сезонне замерзання грунту не тільки збільшує його несучі здібності. але і збільшує його обсяг! Вода, що міститься в грунті, при замерзанні збільшується в об'ємі. Таке збільшення в обсязі називається морозним обдиманням грунту. Чим більше в ґрунті зв'язаної води, тим більше він збільшується в об'ємі.
До пучинистих грунтів відносяться пилувато-глинисті грунти, піски пилуваті і дрібні, а також великоуламкові грунти з пилувато-глинистих заповнювачем, які мають до початку замерзання влажностьвише певного рівня. Пилувато-глинисті грунти містять в собі велику кількість води і при замерзанні помітно збільшуються в обсязі, причому сила обдимання досягає такої потуги, що здатна підняти навіть дуже важкі споруди.
При весняному відтаванні вода в рухливих грунтах перетворюється назад в рідину і грунт просідає. Відтає грунт зверху вниз. Одночасно з цим в нього потрапляє поверхнева волога від танення снігу, а так як нижні шари ще не відтанули, більш верхні шари насичуються надмірною вологою. Пучіістие грунти відносяться до розряду колоїдних, тобто при насиченні водою вони починають розбухати і знову збільшуються в обсязі, але несуча здатність їх при цьому падає. Після повного відтавання грунту тала вода буде проникати до водоносних шарів і поступово грунт придбає свою природну вологість, але при цьому знову зменшитися в обсязі. Можна собі уявити, що буде відбуватися з фундаментом розташованим на таких ґрунтах.
Тому підошву фундаменту розміщують нижче глибини промерзання грунту. При такій глибині закладення фундаменту виключається дію всіх негативних сил на його підошву, тобто він буде рівно і стійко стояти на незамерзаючому і незайманому материку. В цьому випадку негативні сили бдут діяти на нього тільки по дотичній до бічної поверхні. найбільш небезпечна сила - дотична від морозного обдимання, яка діє з однаковою енергією в усіх напрямках. Ця сила ковзаючи по поверхні стіни фундаменту вгору і вниз, здатна розірвати фундамент. Щоб уникнути цієї неприємності пучиністий грунт при засипці пазух біля фундаменту краще замінити на непучиністих, наприклад, на крупнозернистий пісок, а ще краще на гальковий або щебенево грунт без глинистих включень. При застосуванні такого роду грунтів і виконаної дренажній системі виключається підвищення вологості грунту в зоні фундаменту, а отже, і знижується ступінь його пученія.
Глибина промерзання безпосередньо в зоні фундаменту може значно змінювати своє значення в залежності від теплового режиму будівлі.
Схема впливу негативних температур на глибину промерзання грунту в залежності від режиму опалення будівлі.
а) - опалювальне будівлю без підвалу;
б) - опалювальне будівлю з підвалом;
в) - будівля без підвалу з періодичним режимом опалення;
г) - отопліваемое будівля без підвалу з утепленою отмосткой (утеплювач - жорсткий пінополістирол або пінополіуретан)
Нормативну глибину промерзання грунтів для конкретного регіону будівництва допускається приймати по карті Сніпа або її уточнюють в рай онних будівельних організаціях або відділах архітектури та землеустрою.
Нормативна глибина промерзання грунту.
Глибина закладення фундаментів (нормативна, без урахування впливу утеплених відмосток) опалювальних споруд за умовами недопущення морозного здимання грунтів основи повинна призначатися: для зовнішніх фундаментів - від рівня планування ґрунту по таблиці Сніпа (див. Нижче), а для внутрішніх фундаментів - тільки з конструктивних міркувань . Глибина закладення фундаментів для будинків з переривчастим опаленням (експлуатуються нерегулярно) призначається як для зовнішніх, так і для внутрішніх фундаментів.
Глибина закладення фундаментів для будинків з переривчастим опаленням.
Грунти під підошвою фундаменту