Лабораторная работа № 5

5 Определение глубины заложения фундаментов

5.1 Цель работы: необходимо определить глубину заложения фундаментов под дом малой этажности в соответствии с требованиями СП 22.13330.2011.

5.2 Содержание работы

По экономическим соображениям глубина заложения фундамента должна быть минимально возможной. Она определяется с учетом ряда факторов ([5] п.5.5.1), из которых в лабораторной работе рассматриваются:

- конструктивные особенности сооружения (наличие подвала или иных подземных помещений);

- инженерно-геологические условия основания;

- гидрогеологические условия (положение уровня подземных вод);

- климатические условия (глубина промерзания).

В зависимости от этих факторов глубина заложения d может получаться разной. Принимается наибольшая из полученных минимально возможных ее значений.

1. Конструктивные особенности сооружения

Глубина заложения фундамента d, исходя из конструктивных особенностей, определяется по имеющимся в задании на проектирование данным об относительных отметках пола первого этажа (±0,00), пола подвала, поверхности планировки. К этому добавляются данные о толщине пола подвала h_пп (обычно 0,2…0,15 м) и заглублении подошвы фундамента от низа пола подвала h_ф.

Фундаментная плита ленточного сборного фундамента ФЛ (ГОСТ 13580-85, табл. 1) имеет высоту, которая при ширине плиты b<2 м равна 0,3 м, а при b≥2 м – 0,5 м. Поэтому минимальное заглубление подошвы ленточного фундамента от низа пола подвала h_ф составляет 0,3 или 0,5 м.

Таким образом, определение глубины заложения фундамента d (рисунок 5.1) исходя из конструктивных особенностей здания и конструкции опорных элементов фундаментов можно выразить в виде:

, (5.1)

где, кроме обозначенных выше h_cf и h_s,

h_n – высота перекрытия, принимается не менее 0,3м (0,22м – пустотная плита перекрытия, 0,08м – конструкция пола);

h_n – высота техподполья (подвала);

h_ц – высота цоколя, принимается не менее 0,15м;

DL – планировочная отметка грунта;

FL – отметка подошвы фундамента;

BL – отметка пола подвала.

Рисунок 5.1 – К определению заглубления подошвы фундамента по конструктивным соображениям

2. Гидрогеологические условия

Глубина заложения фундамента в зависимости от глубины промерзания (рисунок 5.2) назначается в соответствии с п.п. 5.5.2…5.5.4 [5].

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта d_fn принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта d_fn при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле:

, (5.2)

где M_t — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d₀ — величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м; крупнообломочных грунтов — 0,34 м.

Расчетную глубину сезонного промерзания грунта d_f определяют по формуле:

, (5.3)

где d_fn — нормативная глубина промерзания, м; k_h — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.1; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений k_h = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Таблица 5.1 – Коэффициент, учитывающий влияния теплового режима сооружения

Особенности сооружения	Коэффициент kh при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °С
	0	5	10	15	20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми: - по грунту - на лагах по грунту - по утепленному цокольному перекрытию	0,9 1,0 1,0	0,8 0,9 1,0	0,7 0,8 0,9	0,6 0,7 0,8	0,5 0,6 0,7
С подвалом или техническим подпольем	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4
Примечания: 1. Приведенные в таблице значения коэффициента kh относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента af < 0,5 м; если af 1,5 м, значения коэффициента kh повышают на 0,1, но не более чем до значения kh = 1; при промежуточном значении af значения коэффициента kh определяют интерполяцией. 2. К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии – помещения первого этажа. 3. При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент kh принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

Рисунок 5.2 – К определению заглубления подошвы фундамента из условий промерзания грунта

3. Инженерно-геологические условия

Определение глубины заложения по инженерно-геологическим условиям имеет целью обеспечить опирание подошвы фундаментов на грунтовый слой (рабочий несущий слой) с достаточно высоким расчетным сопротивлением R₀.

Подошва фундамента должна быть заглублена h^I (рисунок 5.3) как минимум на 10…15 см ниже кровли рабочего слоя. Для этого иногда может потребоваться изменение ранее полученной глубины заложения. В случае залегания под рабочим слоем слабого подстилающего слоя, подошва фундамента должна закладываться выше кровли слабого слоя на расстоянии h^II, обеспечивающем выполнение условия проверки допустимости давления передаваемого на подстилающий слой, но не менее чем на 0,7…1,0 м.

В случае искусственно улучшенного основания с использованием песчаной подушки, глубина заложения, полученная из конструктивных особенностей здания и увязанная с планировочной отметкой, не должна корректироваться по инженерно-геологическим условиям, так как слабый грунт улучшен или заменен песчаной подушкой, верх которой должен находиться на отметке подошвы фундамента, определенной из конструктивных соображений.

Рисунок 5.3 – К определению глубины заложения фундаментов с учётом инженерно-геологических условий

4. Климатические условия

Учет гидрогеологических условий сводится к тому, чтобы подошва фундамента по возможности находилась выше уровня подземных вод. Для достижения этой цели возможен подъем планировочной отметки DL за счет подсыпки и соответствующий подъем отметки подошвы фундаменты FL, но при условии, что и после подъема фундаменты будут опираться на надежный грунт.

Рисунок 5.4 – К определению глубины заложения фундаментов с учётом уровня грунтовых вод.

Таблица 5.2 – Уточнения глубины заложения фундаментов с учётом уровня грунтовых вод

Грунты под подошвой фундамента	Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод dw, м, при
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности	Не зависит от	Не зависит от
Пески мелкие и пылеватые	Не менее	То же
Супеси с показателем текучести IL<0 При IL 0	То же >>	>> Не менее
Суглинки, глины, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL 25 То же, при IL<25	>> >>	То же Не менее
Примечания: 1 В случаях когда глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания df, соответствующие грунты, указанные в настоящей таблице, должны залегать до глубины не менее нормативной глубины промерзания dfn.