Одной из классических методик, описывающих работы по расчету и постройке фундаментных оснований является работа Н.С. Соломенцевой «МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯПО РАСЧЕТУ ФУНДАМЕНТОВПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОПОРМЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ». Работа написана в 1994 году, когда ее автор трудился на кафедре мостов и транспортных сооружений МАДИ – основного отраслевого университета транспортной отрасли России. Кроме этой работы автор создал еще много трудов в строительной отрасли и ее методики пользуются заслуженной популярностью в том числе и в частном домостроении.
Содержание работы
В работе Соломенцовой с применением различных СНиПов проведены методики расчетов по созданию основ фундаментов неглубокого залегания.
В начале работы раскрываются теоретические основы строительства фундаментов неглубокого залегания. Далее приводятся примеры расчета нагрузок, которые действуют на фундаментные опоры. Помимо собственно расчета фундаментов приведены также расчеты по проверке прочности грунта.
Суть фундаментов мелкого залегания
Согласно описанию Соломенцевой фундаментные опоры неглубокого залегания передают нагрузку на грунт только свой опорой. Вследствии того, что обратную засыпку таких фундаментов производят грунтами, которые отличаются по своим характеристикам от природных – боковые стенки таких фундаментов не несут практически никакой нагрузки и не участвуют в распределении веса строения на грунт.
Согласно принятым характеристикам неглубоким является фундамент, глубина котлована под который не превышает шести метров.
Фундаменты неглубокого залегания делятся на следующие основные типы:
- Жесткие фундаменты – такие опоры не предусматривают растягивающую нагрузку в нижней части.
- Гибкие фундаменты – плиты таких оснований могут подвергаться изгибу, вследствие чего внутри них в обязательном порядке создается армирующий каркас.
Глубина, на которую опускается нижняя часть фундаментного основания определяется исходя их характеристик почвы, которые вычисляются на основе инженерно-геологических изысканий.
Можно выделить следующие нормы глубины залегания нижней подошвы основания фундамента на различных грунтах:
- Если грунт подвержен пучению вследствии воздействия холодной погоды (а такими грунтами являются практически все, за исключением крупнообломочных, гравелистых и скальных) – то основание фундамента должно располагаться на четверть метра ниже, чем линия промерзания грунта.
- В том случае, если грунт может размываться паводковыми или талыми водами, то основание фундамента опускается как минимум на 2,5 метра ниже линии размыва.
- В скальном грунте фундамент можно заглублять всего на четверть метра ниже уровня земли.
При создании фундамента с неглубоким залеганием приходится выполнять большой объем земляных работ с серьезным нарушением плодородного слоя почвы.
Для чего предназначена фундаментная опора
Перед расчетом фундаментного основания необходимо рассчитать суммарный вес всех нагрузок, которые будут действовать на фундамент. В эту сумму входят собственно вес строения и все временные нагрузки, которые могут возникнуть в ходе его эксплуатации, например, вес снежного покрова или удары ветра.
Кроме того, для расчетов максимального давления на грунт необходимо знать и вес самой фундаментной опоры.
Расчет нагрузки на фундаментную опору
- Перед началом расчета составляется чертеж будущего фундамента. Она разбивается на элементарные геометрические фигуры (например, цилиндры и кубы) после чего происходит вычисление их суммарного объема. Исходя из объема опоры и ее плотности вычисляется вес самой опоры. Плотность бетонной отливки без металлического каркаса составляет 2400 кг на куб.м., а железобетонной отливки – 2500 кг на куб.м.
- В том случае, если ваш фундамент расположен на песчаном грунта, то при расчете можно учесть и выталкивающую силу, действующую на ту часть фундамента, которая находится ниже уровня подземных грунтовых вод.
- В том случае, если в строении будут иметься участки с насыпным грунтом – то в общем весе сооружения необходимо учесть и вес грунта исходя из его плотности в 1800 кг на куб.м.
- В нормальных условиях планируемая ветровая нагрузка на строение рассчитывается исходя из показания в 180 кг на кв.м.
Максимальные нагрузки, выдерживаемые разными грунтов
Также в работе производится расчет максимальных нагрузок, которые могут выдерживать различные типы грунтов.
Так максимальная нагрузка на супеси, суглинки и глины различается в зависимости от коэффициента пористости и показателя текучести, так, как это показано в приведенной ниже таблице:
Расчет предельных нагрузок (условного сопротивления грунтов также изменяется в зависимости от их насыщенности водой.
Кроме того, по отдельной таблице вычисляется условное сопротивление каменистых грунтов:
Учтите, что грунт на вашем участке может быть неоднородным по строению и иметь в своем составе несколько слоев. Для того, чтобы изучить строение грунта необходимо пробурить исследовательский шурф и взять из него пробы грунта.
Требования к основаниям и фундаментам
Таким образом, исходя из характеристик грунта к фундаментным основаниям предъявляются такие основные требования: они должны быть прочными, устойчивыми к нагрузкам, эффективно сопротивляться атмосферным условиям и воздействию низких температур. Они должны быть долговечными, их срок службы должен быть не меньше, чем срок службы всего сооружения. И, немаловажно – их строительство должно быть экономичным, соответствовать вашему бюджету.
По формам фундаментные основания можно разделить на:
- Ленточные фундаменты – представляющие собой бетонную ленту, расположенную по периметру здания и под всеми его несущими стенами. Положительным нюансом при использовании такого фундамента является возможность построения полноценного обитаемого цокольного или подвального помещения внутри стен фундамента.
- Столбчатые фундаменты – представляют собой отдельно стоящие столбы, расположенные, как правило под углами здания и под местами примыкания внутренних стен. Внутри такого фундамента сложно построить подвальное помещение, но такие фундаменты являются более экономичными и подходят в основном для строительства бытовых помещений.
- Сплошные фундаменты – представляют собой монолитную плиту, расположенную под всем зданием.
Также фундаменты можно классифицировать по материалам их изготовления. Их строят из железобетона, бетона, бутового камня, кирпича или из дерева.
Фундаменты могут быть сборными и монолитными.