Глубина заложения фундамента

Выбор опорного пласта

Проектирование фундаментов мелкого заложения

 

После того как определена нагрузка, действующая на обрезе фундамента, проектирование фундаментов мелкого заложения ведут по следующей методике: выбирают опорный пласт и назначают глубину заложения фундамента, назначают размеры фундамента и определяют его вес, определяют сопротивление грунта основания фундамента сжатию, проверяют напряжения под подошвой фундамента, для фундаментов мостовых опор проверяют устойчивость на опрокидывание и сдвиг, на глубокий сдвиг (в сложных инженерно-геологических условиях). После этого определяют осадку фундамента, а для фундаментов мостовых опор и высотных сооружений – крен и горизонтальное смещение верха.

 

 

Опорным пластом называют грунт, расположенный непосредственно под подошвой фундамента и воспринимающий от нее нагрузку. Выбор опорного пласта осуществляется на основе тщательного анализа геологического разреза и результатов полевых и лабораторных исследований грунта.

Наиболее надежны в качестве опорного пласта скальные грунты, крупнообломочные с песчаным заполнителем, твердые связные грунты, прочные песчаные грунты, прочные и очень прочные глинистые грунты.

Не рекомендуется использовать в качестве основания ил, торф, глинистые грунты с показателем текучести (консистенции) I_L > 0,6, набухающие

и просадочные грунты, малопрочные песчаные и слабые глинистые грунты. Такие грунты, как правило, прорезаются на всю их толщину.

 

 

Глубину заложения фундаментов рекомендуется выбирать на основе технико-экономического сравнения различных вариантов фундаментов. Глубина заложения должна определяться с учетом:

– назначения и конструктивных особенностей сооружения (наличия и размеров подвалов, фундаментов под оборудование и т.д.);

– величины и характера нагрузок и воздействий на фундаменты;

– глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, фундаментов под оборудование, глубины прокладки коммуникаций;

– существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

– инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, пустот и т.п.);

– гидрогеологических условий площадки (уровней подземных вод и верховодки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения, агрессивности подземных вод и т.п.);

– глубины сезонного промерзания грунтов.

Глубина заложения фундаментов измеряется от уровня планировки или пола подвала до подошвы фундамента.

Фундаменты сооружения, как правило, должны закладываться на одном уровне.

При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется:

– предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта на 10–15 см;

– избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта малой толщины, если его несущая способность хуже, чем у подстилающего слоя;

– закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости применения водопонижения или водоотвода при производстве работ.

Если глубина заложения по условиям несущей способности и деформируемости оказывается слишком большой, рекомендуется рассматривать применение мероприятий по улучшению свойств грунтов основания или переход на свайные фундаменты.

Одним из основных факторов, определяющих заглубление фундаментов, является глубина сезонного промерзания грунтов, обладающих свойством морозного пучения. Промерзание водонасыщенных грунтов сопровождается образованием в них прослоек льда. Последующее оттаивание таких грунтов приводит к резкому снижению несущей способности и увеличению деформируемости.

Исключение возможности промерзания грунтов под подошвой фундамента обеспечивается:

– в период строительства – специальными защитными мероприятиями;

– в период эксплуатации – соответствующей глубиной заложения, принимаемой в зависимости от вида и состояния грунтов, положения уровня подземных вод, нормативной глубины промерзания, теплового режима сооружения и т.д.

Нормативная глубина сезонного промерзания d_fn принимается равной средней из максимальных ежегодных глубин промерзания (по данным наблюдений не менее чем за 10 лет) при уровне подземных вод ниже глубины сезонного промерзания. При отсутствии данных нормативная глубина сезонного промерзания принимается на основе теплотехнического расчета.

Расчетная глубина промерзания d_f определяется по формуле

 

,

 

где k_n – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения на промерзание грунта у фундамента и принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых зданий – по таблице 1.1, для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий – равным 1,1.

 

Т а б л и ц а 1.1 – Значения коэффициента k_n

Особенности сооружения	Коэффициент kn при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам (°С)
				20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми:
по грунту	1,30 1,00	1,10 0,80	0,90 0,70	0,80 0,60	0,80 0,60
на лагах по грунту	1,10 0,90	1,00 0,80	1,00 0,70	0,90 0,70	0,90 0,70
по утепленному цокольному перекрытию	1,05 0,80	1,00 0,80	1,00 0,80	1,00 0,70	0,90 0,70
С подвалом или техническим подпольем	0,80	0,70	0,60	0,50	0,40
Примечания 1 Приведенные в таблице значения коэффициента kn относятся: в числителе – к сечениям ленточных фундаментов под наружные стены, расположенным у углов сооружения на расстоянии не более 5,0 м от них, в знаменателе – к сечениям оставшейся средней части длины наружных стен.

 

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 1.1

2 Для столбчатых и свайных фундаментов коэффициенты kn принимаются: при расчетной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам, не более 10°С – по таблице 1.1, при температуре воздуха более 10°С – по таблице 1.1 с увеличением соответствующих значений в 1,15 раза, но не более чем kn = 1,00.

3 Приведенные значения kn относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края подошвы фундамента af менее или равно 0,5 м; при значении af более 0,5 м значения kn повышаются на 0,10, но не более чем kn = 1,00. 4 К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии – помещения первого этажа сооружений. 5 При промежуточных значениях температуры воздуха помещений значения kn принимаются с округлением до ближайшего большего значения, указанного в таблице 1.1.

 

Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условию недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:

– для фундаментов под наружные стены – по таблице 1.2, считая от уровня планировки;

– для фундаментов внутренних стен и колонн – независимо от расчетной глубины промерзания;

– для сооружений с холодными подвалами или техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период года) – по таблице 1.2, считая от пола подвала или технического подполья.

 

Т а б л и ц а 1.2 – Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условию недопущения морозного пучения грунтов основания

Виды грунтов под подошвой фундамента и их характеристики	Глубина заложения фундамента в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта df
не зависит от df	не менее df
Глубина расположения уровня подземных вод z, м, относительно расчетной глубины промерзания df
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средние	Независимо от расположения уровня подземных вод z	—
Пески мелкие и пылеватые, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем в количестве не более 30 % по массе	z ³ 1,0	z < 1,0

 

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 1.2

Виды грунтов под подошвой фундамента и их характеристики	Глубина заложения фундамента в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта df
не зависит от df	не менее df
Глубина расположения уровня подземных вод z, м, относительно расчетной глубины промерзания df
Супеси	z ³ 1,5	z < 1,5
Суглинки: Ip £ 12 Ip > 12	z ³ 2,0 z ³ 2,5	z < 2,0 z < 2,5
Глины Ip £ 28	z ³ 3,0	z < 3,0
Примечание – В случаях, когда глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания df, соответствующие грунты должны залегать на глубину не менее нормативной глубины промерзания. В проекте должны быть предусмотрены, а при строительстве реализованы мероприятия, исключающие подъем уровня грунтовых вод.