Оптимальная глубина заложения ленточного фундамента и важность ее расчета

Для капитальности некоторых конструкций несущее основание нужно глубоко закладывать в землю.

Но чем больше вес ленты, тем дороже выйдет домостроительство. Поэтому на этапе проектных расчетов необходимо учесть исходные условия и воспользоваться регламентированной методикой.

Какой должна быть ширина и глубина заложения ленточного фундамента, расскажем в статье.

Основные параметры ленты

В железобетонном монолите с годами могут появиться трещины, если на этапе строительства фундамент был заложен недостаточно глубоко. Габариты ленты определяются с учетом особенностей почвенных масс на застраиваемой территории.

Связь между геологическими характеристиками грунта и глубиной ленты отражена в таблице ниже:

Подземная часть основания, м	Уровень промерзания
	непучинистая почва, м	среднепучинистая почва, м
0,50	до 2,0	до 1,0
0,75	2,0 – 3,0	1,0-1,5
1,00	более 3,0	1,5-2,0

Это расчетная величина, которая находится в прямой зависимости от степени пучения почвенных масс, залегания подземных вод и массивности сооружения.

Как правило, траншею для железобетонной ленты роют на глубине 0,2 – 0,3 м ниже уровня промерзания земли. Цоколь, выступающий над землей, не должен быть больше подземной части основания.

Подробнее о высоте ленточного фундамента читайте в этой статье.

Не менее значимый параметр – ширина ленты. Для расчета инженеру необходимо знать сопротивление почвенных масс, а также вес и габариты здания.

Грамотно рассчитав ширину ленты, мастер обеспечит равномерное распределение давления на грунт под сооружением.

Базой для вычислений будут служить результаты геодезических, геологических и гидрометеорологических изысканий. Если у застройщика нет возможности заказать такую услугу, он может ориентироваться на справочную информацию для своего региона.

Почвенно-геологические особенности участка

Степень пучения грунта оказывает непосредственное влияние на целостность бетонной подошвы. Эта характеристика напрямую связана со способностью почвы удерживать воду.

В холодное время года увлажненная земля увеличивается в объеме и «вытесняет» бетонное перекрытие из своего массива. В результате на стенках подошвы появляются трещины, и несущая способность основания уже не соответствует требуемому значению.

Приведенная ниже таблица дает представление о степени пучения почвы в зависимости от ее химического состава:

Степень пучения	Тип почвы
отсутствует	скальные, сцементированные и спаянные породы
слабовыраженная	грубообломочные породы с низким содержанием глины
средняя	тугопластичные грунты, пылеватые и грубообломочные грунты с содержанием глины и песка более 30%
сильная	мягкопластичные, сильно увлажненные породы, глина

Факторы почвообразования могут меняться под действием перемены климата. Но для большинства российских регионов характеристики грунта остаются в большей степени неизменными. Это дает право застройщику обратиться к справочной информации, чтобы определить тип грунта для своего участка.

Вариант ленточного фундамента, который применяется для строительства легковесных сооружений на каменистых, высокоплотных грунтах. Из-за того, что глубина основания практически отсутствует, бетонная лента слабо выполняет свою опорную функцию.

Когда бетонная подошва углублена в почву на 0,3 – 0,6 м до линии промерзания, такой тип основания называется мелкозаглубленным. Применяется при возведении сооружений, которые не оказывают сильной нагрузки на землю.

Неглубокое заглубление ленты выбирают для условий с неустойчивыми грунтами, чтобы конструкция могла перемещаться при подвижках земли.

Лентой глубокого заложения называют несущую конструкцию, у которой подошва уходит в землю ниже уровня промерзания. Обычно траншею для ленточного монолита такого типа роют на глубине до 2 м.

Массивности основания должно быть достаточно, чтобы пучение грунта под застройкой не оказывало разрушающего воздействия на строение.

Заглубленный вариант подходит для строительства:

• многоэтажных сооружений со стенами из кирпича или дерева;
• габаритных построек с цокольными этажами и подземными помещениями.

Глубокая закладка обойдется застройщику недешево. Поэтому имеет смысл разобраться с расчетом глубины подошвы, чтобы исключить перерасход стройматериала.

Зависимость от уровня подземных вод

Подземные источники, которые находятся в верхней толщи земли, перенасыщают почву влагой и постепенно нарушают целостность железобетонного основания. Это фактор должен быть учтен при проектировании фундамента. Застройщик может нанять геодезиста для гидрогеологического анализа или заняться исследованием самостоятельно.

Когда подземные воды проходят ниже линии промерзания, то дом практически не подвержен их влиянию. Определяющие размеры в этом случае рассчитывают только с учетом особенностей геологии участка и веса конструкции.

Для застройщика такие гидрогеологические условия считаются неблагоприятными и требуют проведения компенсирующих мероприятий. Для исключения разрушающего воздействия, ленту опускают ниже линии промерзания на 0,15 – 0,2 м.

Такой фундамент следует относить к заглубленному типу. Между его слоями предусмотрительно укладывают несколько уровней гидроизоляции.

Скалистые, крупнозернистые, гравийные и подобные им породы достаточно плотные, чтоб инженер мог не учитывать залегание источников в расчетах.

Как рассчитать, на сколько заглублять?

Необходимость предварительных расчетов глубины фундамента объясняется такими причинами:

1. 

   Чем ниже опущена железобетонная подушка, тем выше несущая способность твердого дна под ней.

2. Для участков с большим содержанием глины траншеи прокладывают ниже линии промерзании или принимают меры, чтобы минимизировать фактор пучения.
3. Грунт на территории стройки должен быть достаточно крепким, чтобы выдержать вес постройки.
4. Физический и химический состав земли под подошвой дома не должен сильно меняться из-за температурных перепадов окружающей среды.

Для расчета подземной части ленты нужно знать:

• глубину промерзания (Dfn);
• поправочный коэффициент, который учитывает тепловой режим в доме (K).

Как было оговорено выше, степень промерзания определяется климатическими условиями в регионе. Значение этого показателя можно взять в справочной литературе.

Глубина промерзания для некоторых российских регионов приведена в таблице (учтены преобладающие типы почвы):

Город	Линия промерзания, м	Город	Линия промерзания, м
Архангельск	1,75	Москва	1,30
Владивосток	1,80	Нижний Новгород	1,55
Екатеринбург	1,90	Орел	1,30
Казань	1,75	Рязань	1,30
Красноярск	2,00	Санкт-Петербург	1,20
Курск	1,30	Челябинск	2,15

Коэффициент K – справочное значение, которое отражает среднесуточную температуру в комнате, сопряженной с фундаментом. Для наглядности ниже приведена таблица, из которой можно брать коэффициент для расчетов:

Температура в здании, оС	Поправочный коэффициент K
	пол по грунту	пол на лагах	утепленное цокольное перекрытие	подвал
0	0,90	1,00	1,00	0,80
5	0,80	0,90	1,00	0,70
10	0,70	0,80	0,90	0,60
15	0,60	0,70	0,80	0,50
20 и выше	0,50	0,60	0,70	0,4

Итак, на какую глубину копать? Используя имеющие данные можно рассчитать глубину закладки подошвы (Df) по формуле: Df = (Dfn * K).

В качестве наглядно примера можно выбрать дом с неотапливаемым подвалом в Екатеринбурге, где температура в самом подвале держится в течение дня на уровне 10 оС. Подставляя табличные данные в формулу, без труда можно получить расчетную глубину фундамента: Df = (1,9 * 0,6) = 1,14 м.

Допустим, что на выбранном участке грунтовые воды проходят выше линии промерзания. Тогда к полученному значению нужно прибавить 15 – 20 см для стойкости основания. На какую глубину делать закладку основания?Из расчета видно, что железобетонную ленту нужно заложить на глубину не менее 1,29 м.

Выбор основания для жилого дома

Вес сооружаемой конструкции является одним из ключевых факторов, определяющих тип и габариты основания. Он также тесно связан с почвенным составом застраиваемого участка.

Одноэтажные дома из пеноблока, дерева и кирпича следует относить к тяжеловесным конструкциям. Для таких сооружений подходят заглубленные фундаменты, опущенные на 10% ниже уровня промерзания.

Если участок находится в умеренном климатическом поясе и для него характерен слабопучинистый или непучинистый грунт, то можно обойтись мелкозаглубленной монолитной лентой, опущенной на 0,40 – 1 м в почву.

В болотистых местах, где в земле много глины и влаги, даже легкое каркасное строение нуждается в достаточно прочном и глубоком основании. В таких случаях рекомендуется закладывать монолиты на сваях на глубину до 2,50 м.

Для домов с двумя этажами эксперты советуют опускать несущую конструкцию глубоко ниже уровня промерзания земли. Делать мелкое заглубление подошвы допустимо только в тех случаях, если выбран скальный участок или устойчивые почвы. Это касается кирпичных, блочных, каркасных и деревянных домов с несколькими этажами, предназначенными для постоянного проживания.

Принцип закладки свайного ЛФ

Представленный тип фундамента используют в местах, где почва переувлажнена, а ливневые воды надолго задерживаются в ее верхних слоях.

Как видно из названия, этот тип фундамента сочетал в себе преимущества ленточных и свайных опор:

• железобетонный монолит отвечает за равномерное распределение нагрузки на твердое дно;
• сваи обеспечивают стойкость конструкции на зыбких почвах.

В зависимости от геологических условий, лента может быть как мелко, так и глубоко заглублена в грунт. Обычно, в целях экономии, строители останавливаются на мелкозаглубленном варианте. В свою очередь, для свай роют траншеи ниже уровня промерзания приблизительно на 0,60 м.

Как снизить расходы за счет уменьшения глубины стройки?

После проведения геологического изыскания и всех расчетов может оказаться, что фундамент нужно закладывать очень глубоко. Существуют проверенные методики, которые помогают застройщику сократить расходы на стройматериале. Все методы основаны на уменьшении разрушающего влияния природных факторов на участке.

Когда линия промерзания почвы находится неглубоко под поверхностью земли, строитель, конечно же, не может изменить климатические условия в регионе. Остается снизить значимость этого фактора за счет утепления фундамента и самой почвы, примыкающей к нему. Затраты на утепление окупятся за счет экономии строительных материалов.

Близко залегающие к поверхности грунтовые воды можно отвести, обустроив надежную дренажную систему на участке.

Иногда устраивают дренажные канавки, заполненные крупнозернистыми породами, и оформляют их в виде дорожек. Таким образом, вода будет беспрепятственно омывать монолитное основание, не разрушая его при любой температуре окружающей среды.

В местах с высоким уровнем снежного покрова и обильными осадками в течение года избыточную воду отводят от основания с помощью системы глубинного дренажа. Этот метод предполагает закладывание в землю труб с перфорацией, засыпанных мелкообломочными породами.

Вода посредством труб отводится по уклону рельефа, а грунт не перенасыщается водой и не пучится при отрицательной температуре.

Морозостойкие грунты под основанием

На зыбкой почве имеет смысл заменить ее верхний слой на крупнообломочные породы, которые не поддерживают капиллярный поднос воды, не пучатся и не разрушают фундамент.

Эксперты советуют устраивать песчано-щебневую подушку, иногда перемешанную со старым грунтом, не только под монолитом ленты, но и вокруг него.

Перечисленные методы можно комбинировать между собой, чтобы добиться лучших геологических условий и уменьшить глубину подошвы.

Заключение

Чтобы точно рассчитать, насколько глубоко рыть траншею под фундамент ленточного типа, мастеру нужно знать почвенный состав местности, уровень грунтовых вод и вес постройки.

Информацию о геологии берут из справочников или приглашают геодезистов, которые проведут точные изыскания. Полученные данные позволят выбрать тип заглубления, высчитать ключевые параметры и заложить крепкое основание для дома.