Толщина конструкции фундамента: порядок определения и факторы, влияющие на нее

Последствия неправильной закладки фундамента

Фундамент представляет собой основу любого жилого или коммерческого здания, являющуюся обязательным элементом этого строения. Постройка, возведенная на некачественном фундаменте, который выполнен с нарушением строительных норм и правил, вряд ли будет долговечной: уже через несколько лет, а то и месяцев после завершения строительства в фундаменте начнут появляться трещины и другие признаки разрушения, которые могут привести к нарушению геометрии здания и поставить под угрозу самую его целостность.

Глубина промерзания грунта - один из основных факторов, который необходимо учитывать при расчете толщины фундамента.

Такие же проблемы ожидают постройку, фундамент которой возведен с использованием материала, не подходящего для данных условий эксплуатации. Например, марка бетона, использованного при заливке фундамента, не выдерживает отрицательных температур, которые являются обычными для этого региона в зимнее время, или толщина фундамента, заложенная проектировщиком, не соответствует интенсивности нагрузки на указанную несущую строительную конструкцию.

Наконец, подобные сложности могут возникнуть при неправильном расчете, произведенном в рамках осуществления проектных работ на стадии планирования строительства. Так, если проектировщик допустил ошибку при определении максимально допустимой нагрузки на несущую строительную конструкцию, предусмотрев слишком большое количество этажей в здании или использовав тяжелые строительные материалы, после возведения фундамент под внутренние стены может не выдержать веса строения и начать разрушаться.

Схема мелкозаглубленного фундамента.

В результате потребуется осуществление дорогостоящих ремонтных работ, нацеленных на укрепление фундаментальной строительной конструкции и придание ей дополнительной несущей способности, например посредством армирования.

Другим выходом из сложившейся может стать снос здания, в отношении которого имеется угроза полного или частичного разрушения, однако этот способ вряд ли можно назвать приемлемым для собственника с точки зрения экономической эффективности.

Природные факторы, оказывающие влияние на порядок расчета толщины и других параметров фундамента

Таким образом, тщательный контроль за осуществлением работ по проектированию и возведению фундамента необходим на всех стадиях планирования и осуществления строительства жилого или коммерческого здания. При этом одним из первых этапов, которые необходимо осуществить, является определение основных параметров указанной несущей строительной конструкции. Они, в свою очередь, зависят от целого ряда факторов, которые необходимо в полной мере учитывать при расчетах фундамента, поскольку наличие ошибок на этой стадии может поставить под угрозу возможность реализации всего проекта.

Основную часть этих факторов составляют причины природного характера, влияющие на необходимые свойства фундамента. Среди них специалисты обыкновенно выделяют следующие:

Схема фундамента и уровня промерзания грунта.

1. Глубина промерзания грунта. Этот показатель является одним из ключевых факторов, которые должен принимать во внимание проектировщик, осуществляя расчеты, необходимые для проведения работ. Это связано с тем, что, в соответствии с известными физическими законами, присутствующая в грунте вода при переходе температуры в отрицательную зону замерзает, образуя больший объем вещества по сравнению с первоначальным. В такой ситуации промерзший грунт начинает оказывать более сильное давление на несущую строительную конструкцию в сравнении с давлением, которое он оказывал на нее при положительных температурах. Поэтому специалисты рекомендуют проектировать фундамент с таким расчетом, чтобы максимальная глубина его закладки находилась ниже уровня глубины промерзания почвы, что позволяет распределить нагрузку на несущую строительную конструкцию.
2. Уровень прохождения грунтовых вод. Указанный уровень необходимо принимать во внимание для того, чтобы исключить возможность размывания фундамента, а также обеспечить устойчивость несущей строительной конструкции в зимний период времени. При этом современные строительные технологии позволять возводить коммерческие и жилые здания даже на участках, характеризующихся достаточно близким залеганием уровня грунтовых вод. Такая возможность достигается за счет применения новых эффективных строительных технологий: например, гидроизоляции несущей строительной конструкции или использования свай в процессе ее закладки. Вместе с тем следует принимать во внимание, что эти технологии на сегодняшний день являются достаточно дорогостоящими, поэтому их применение должно быть оправдано.
3. Характер грунта, на котором планируется возведение коммерческого или жилого строения. В частности, при осуществлении проектных работ следует принимать во внимание тип почвы, характерный для строительной площадки. Так, плотные сухие почвы считаются наилучшим основанием для возведения на нем несущей строительной конструкции, тогда как рыхлые почвы могут давать значительную усадку, которая может повлечь за собой нарушение целостности фундамента. В частности, если речь идет о значительной площади несущей строительной конструкции, даже незначительное проседание почвы может повлечь за собой появление трещин в фундаменте, которое приведет к частичному или полному его разрушению.

Антропогенные факторы, оказывающие влияние на расчет параметров фундамента

Схема монолитного фундамента с гидроизоляцией.

Кроме того, проектировщику при осуществлении проектных работ по расчету фундамента следует принимать во внимание антропогенное окружение строительной площадки, то есть наличие строений, инженерных сетей и коммуникаций и других объектов, которые могут выступить в качестве ограничений в отношении планируемого к строительству здания. Так, общий характер застройки в историческом районе может стать причиной запрета на возведение на указанной территории высотных строений, наложенного местными органами власти.

Кроме того, близкое прохождение коммуникационных сетей может наложить ограничение на глубину залегания фундамента, которая, в свою очередь, станет причиной невозможности постройки здания с большим количеством этажей. Все эти и подобные факторы необходимо учитывать в процессе осуществления проектных работ с тем, чтобы они не стали неприятной неожиданностью уже после выхода специалистов организации на строительную площадку.

Ленточный фундамент: основные типы

Одним из ключевых параметров, которые должны быть определены в ходе проектирования, является толщина конструкции фундамента.

При этом следует понимать, что порядок определения этого параметра будет напрямую зависеть от того, какой тип фундамента используется при возведении конкретного жилого или коммерческого здания.

В индивидуальной жилищном строительстве наиболее распространенным типом несущей строительной конструкции является ленточный фундамент. Однако в целом такой тип несущей строительной конструкции характеризуется высокой способностью выдерживать нагрузку, а потому может применяться при строительстве самых разнообразных типов зданий, включая жилые и коммерческие.

С практической точки зрения ленточный фундамент представляет собой полосу, которые выполняется в строгом соответствии с периметром здания. Обыкновенно строительным материалом, который используется для выполнения несущей строительной конструкции этого типа, является бетон.

Схема разновидностей ленточного фундамента.

Его часто дополняют армирующими элементами для придания конструкции дополнительной прочности. Такая технология укладки фундамента достаточно проста в исполнении, однако она предполагает значительный объем расхода строительного материала при проведении работ.

В зависимости от конкретных характеристик конструкции ленточный фундамент подразделяют на несколько основных типов: монолитный, сборный и сборно-монолитный. В основе такого разделения лежит составной или цельный характер конструкции, выступающей в качестве фундамента.

При этом характеристики их использования различаются в зависимости от возможностей, предоставляемых каждым типом конструкций. Например, монолитный ленточный фундамент благодаря вариативности своей формы может использоваться для возведения зданий, спроектированных с применением нестандартных характеристик периметра.

Толщина конструкции ленточного типа

При этом количество бетона, который уйдет на устройство этого типа несущей конструкции, находится в прямой зависимости от толщины фундамента, рассчитанной в ходе осуществления проектных работ.

Схема узла устройства фундамента с размерами.

Его толщина, в свою очередь, определяется несколькими ключевыми факторами, обусловливающими необходимость использования тех или иных характеристик фундамента.

Одним из основных факторов, который следует принимать во внимание проектировщику при осуществлении расчетов характеристик несущей строительной конструкции, является строительный материал, который планируется использовать при устройстве фундамента.

Дело в том, что различные типы строительных материалов характеризуются разной степенью устойчивости к влиянию внешних факторов: давлению грунта, разрушительному воздействию отрицательных температур и другим. Кроме того, каждый из них обладает различной способностью выдерживать нагрузку, которую осуществляют на фундамент само жилое или коммерческое здание, воздвигнутое на его основании.

Толщина ленточного фундамента в зависимости от используемого строительного материала

Таким образом, исходя из конкретных параметров и характеристик строения, которое планируется к возведению на базе рассматриваемого фундамента, следует остановиться на том или ином типе строительного материала для устройства фундамента. При этом следует помнить, что конкретный строительный материал, на котором по тем или иным причинам остановил свой выбор проектировщик, требует различной толщины несущей строительной конструкции.

Схема ленточного фундамента из различных материалов.

1. Железобетон представляет собой один из самых прочных материалов, используемых для устройства фундамента. Именно поэтому минимальная толщина бетонного ленточного фундамента может быть его существенным преимуществом по сравнению с несущими строительными конструкциями, выполненными из другого материала. В зависимости от нагрузки этот показатель может начинаться от 100 мм.
2. Бетонное основание здания без армирования несколько уступает в отношении несущей способности железобетону. В этой связи при одинаковом уровне нагрузки специалисты рекомендуют увеличивать толщину основания, выполненного из бетона, до 250 мм.
3. Другим материалом, который может стать будущим основанием дома, является бутовый плитняк, также использующийся в закладке фундаментов. Наличие зазоров между компонентами несущей строительной конструкции обеспечивает повышенные требования к ее толщине, однако благодаря природной прочности бутового плитняка эти требования не слишком отличаются от ситуации устройства бетонного фундамента. Так, минимальная допустимая толщина несущей строительной конструкции, выполненной из бутового плитняка, должна достигать 300 мм.
4. Еще больше строительного материала понадобится застройщику в случае, если для устройства фундамента он выбрал такой материал, как бутобетон. Он представляет собой бетон, в который добавлены камни, составляющие 35-40% общей массы используемого строительного материала. Обыкновенно это делается для удешевления конструкции, но в этом случае ее толщина должна быть большей по сравнению с вариантами, выполненными из бетона или железобетона. Минимальная допустимая толщина, рекомендуемая специалистами, составляет 350 мм.
5. Естественный камень, использованный в качестве материала для формирования несущей строительной конструкции, характеризуется достаточно высокими показателями прочности. Однако вследствие того, что такое основание не представляет собой сплошной конструкции, устанавливаются повышенные требования к его толщине: она должна составлять не менее 500 мм.

Схема ленточного фундамента толщиной 500-600 мм.

Таковы минимально допустимые требования к толщине ленточного фундамента, устанавливаемые с учетом нагрузки на несущую строительную конструкцию и давления грунта на нее. Если эти показатели планируются достаточно значительными, следует предусмотреть дополнительную толщину фундамента, которая будет способна обеспечить будущему зданию необходимый уровень прочности. Кроме того, при определении толщины фундаментной ленты следует принимать во внимание собственно глубину залегания несущей строительной конструкции с целью обеспечения соответствия между этими параметрами.

Кроме того, важно помнить, что при устройстве фундамента потребуется сооружение дополнительных слоев, окружающих непосредственно сформированную ленточную конструкцию. Как правило, практически каждый тип почв содержит то или иное количество влаги, которое способно негативным образом сказаться на прочностных характеристиках несущей строительной конструкции при условии отрицательных температур.

Поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы обезопасить фундамент от ее воздействия: речь идет об устройстве гидроизоляции, отмостки и других дополнительных инструментов обеспечения устойчивости несущей строительной конструкции к воздействию внешних факторов. Именно правильное соблюдение всех необходимых требований к осуществлению строительных работ по закладке фундамента способно обеспечить ему требуемый уровень прочности и долговечности, который является залогом прочности и долговечности всего здания, возведенного на его основе.