Можно предположить, что до наших дней смогло бы дойти гораздо больше исторических зданий и сооружений, если бы глубина заложения их фундаментов была верной.
Глубина промерзания
Стоимость работ нулевого цикла составляют примерно 20 % от стоимости объекта. Это большие затраты, которые зависят от объема земляных работ, типа фундамента, площади застройки и условий работы. Из-за того, что к работе привлекается различная техника стоимость работ очень высока. Чем глубже котлован под фундамент, тем больше трудоемкость его изготовления, а отметка подошвы фундамента в первую очередь зависит от глубины промерзания грунта и типа грунта.
Рисунок 1. Схема воздействия сил морозного пучения на фундамент. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Пожалуй, каждый видел, как последствия морозного пучения сказываются на асфальтовых дорожках. За счет того, что грунт в основании в весенне-осенний период проходит несколько циклов оттаивания и заморозки его геометрические параметры меняются, что сказывается на ровности дорожного покрытия. Учитывая глубину промерзания грунта, мы стремимся избежать подобных последствий при проектировании фундаментов и опереть главный несущий элемент на надежное и неподверженное изменениям основание.
Даже если грунт пучинистый, мы можем опереть на него фундамент, если подошва будет располагаться ниже отметки промерзания. Таким образом изменения температуры окружающей среды пройдут бесследно для этого слоя грунта и конструкций.
Пучинистый грунт – это грунт, который при отрицательных температурах увеличивается в объеме из-за того, что вода в твердом состоянии (в виде льда) занимает больший объем, чем в жидком. Такой грунт также называют морозоопасным,
Различают нормативную и сезонную глубину промерзания. Сезонная глубина учитывает коэффициент, который отражает влияние теплового режима сооружения
Глубина промерзания грунта зависит от региона строительства, чем южнее, тем она меньше, и наоборот:
- для Пензы характерны следующие значения: суглинки 1,4 м, средние и крупные пески 1, 54 м;
- для Омска характерны следующие значения: суглинки 2,0 м, средние и крупные пески 2, 20 м;
- для Пскова характерны следующие значения: суглинки 1,16 м, средние и крупные пески 1, 51 м;
- для Твери характерны следующие значения: суглинки 1,37 м, средние и крупные пески 1,79 м;
- для Астрахани характерны следующие значения: суглинки 0,8 м, средние и крупные пески 0,88 м.
Расчет глубины заложения фундамента
При выборе глубины заложения фундамента стоит принять во внимание совокупность факторов:
- тип грунта, уровень залегания грунтовых вод и отметка расположения несущего слоя. Эти факторы рассматриваются первыми, от них зависит дальнейший ход рассуждений и выбор типа фундамента. Если уровень грунтовых вод высокий, то используют дренажные системы, а подошву фундамента опускают ниже водоносного слоя;
- глубина промерзания фундамента анализируется на следующей этапе. Зная тип грунта, устанавливается величина промерзания. Если в основании находятся скальный грунт или гравелистые пески, то глубина промерзания не учитывается, это надежное основание, которое никак не будет меняться в зависимости от температуры или циклов замерзания. В остальных случаях глубина заложения фундамента должна быть ниже глубины промерзания;
- конструкция фундамента, в зависимости от типа подвального помещений глубина заложения фундамента может быть увеличена. К примеру, для Пскова было бы достаточно расположить фундамент на отметке ниже 1,16 м, но так как предполагается устройство подземного этажа, то фундамент опускают до 2,5 метров.
Правильное определение отметки фундамента очень важно, так как при ее увеличении возрастает объем работ, увеличивается объем вывозимого с площадки грунта и, соответственно, расходы. При этом нарушения и отклонения от методики выбора отметки чреваты куда более серьезными последствиями в виде образования трещин, потери устойчивости отдельных элементов.
Все расчеты, связанные с основаниями и фундаментами, выполняются согласно СП 20.13330.2011, который является актуализированной версией СНиП. После определения глубины заложения фундамента находят ширину подошвы, и приступают к конструированию. На основании принятых решений находят осадку основания в границах сжимаемой толщи грунтового основания.
Фундамент обеспечивает надежность, долговечность всего здания, поэтому при его проектировании рассматриваются все важные факторы, а расчеты ведутся по двум группам предельных состояний
