Jak se určuje hloubka základů pod vnitřními zdmi ve vytápěných budovách?

Informace o hloubce založení, výpočet hloubky založení, SNIP, dozvíte se, jak určit hloubku založení, mělké a pásové základy a hloubku jejich založení. Otázka od klienta:

Victor, 26 let, Moskva! „Dobré odpoledne, drazí specialisté. Plánuji začít stavět dvoupatrový srub v Moskevské oblasti. Práce jsou v současné době ve fázi návrhu. Snažím se vše spočítat sám, ale nemám dostatek zkušeností a často potřebuji pomoc zvenčí. Tak je to tentokrát. Inženýři, prosím, řekněte mi, jak vypočítat hloubku základů. Na internetu je spousta protichůdných informací – nevím, čemu mám věřit. Děkuji předem.”

Rozhodli jsme se klienta podrobně zodpovědět a nabídnout mu celý informační článek na toto téma.

• Co je třeba vzít v úvahu při výpočtu hloubky založení
• Geologické poměry na staveništi
• Hloubka zamrznutí půdy
• Designové prvky budovy ve výstavbě
• Hloubka základu SNIP
• Jak a čím určit hloubku založení
• Zjistíme odhadovanou hloubku promrzání půdy pod konkrétní budovou
• Určení hloubky založení
• Hloubka základu pásu
• Mělká hloubka založení

Stanovení hloubky založení je primární fází při návrhu všech typů železobetonových základů.

Odborná rada! Hodnota GZF se měří jako vzdálenost mezi úrovní zeminy na staveništi a značkou nejnižšího bodu základny.

Z tohoto článku se dozvíte, co je třeba vzít v úvahu při určování hloubky základu, do jaké hloubky je obvyklé pohřbívat pásové základy různých typů a jak samostatně vypočítat GZF v souladu s požadavky současného „ Stavební předpisy a pravidla“.

Obr. 1.1: Klasifikace základů podle úrovně hloubky

Co je třeba vzít v úvahu při výpočtu hloubky založení

Ve stavební praxi se hloubka uložení železobetonových základů – pásových, deskových a sloupových – vypočítává na základě tří určujících faktorů:

• Geologické poměry na staveništi;
• konstrukční prvky stavěné budovy;
• Hloubka zamrznutí půdy.

Výpočet hloubky pokládky se provádí pro každý ze 3 výše uvedených faktorů a největší ze získaných hodnot GZF se bere jako návrhová hloubka.

Geologické poměry na staveništi

Rozbor geologických poměrů staveniště je nutný pro stanovení hloubky nosné vrstvy zeminy, na které má spočívat podklad.

Odborná rada! Nosnou vrstvou je vrstva zeminy, jejíž návrhová odolnost přesahuje 150 kPa.

• Podklad základny musí být zapuštěn minimálně 20 centimetrů do nosné vrstvy zeminy;
• Celková hloubka základu by za jakýchkoli podmínek neměla být menší než 50 centimetrů;

Zjišťuje se také hladina podzemní vody. V ideálním případě by měl být základ položen nad touto úrovní, často však nastávají situace, kdy je hloubka promrzání půdy a hladina podzemní vody stejná nebo podzemní voda obecně stoupá nad hladinu mrazu.

Obr. 1.2: Drenážní systém pro odvodnění podzemní vody

Pokud není možné položit základ nad úrovní terénu, je kolem základny instalován drenážní systém z trubek obklopujících obvod základu. Přítomnost drenážního systému umožňuje odstranění vody z půdy umístěné vedle základu, čímž se snižují síly mrazu, ke kterému dochází během chladného období.

Hloubka zamrznutí půdy

Klíčovým faktorem ovlivňujícím hodnotu GSF je hloubka promrznutí půdy. Tento faktor se stává zvláště důležitým ve stavebních podmínkách na půdě náchylné k vzdutí, které zahrnují:

• písčitá půda nasycená vlhkostí;
• Prašná a jemná písčitá půda;
• Vysoce plastická jílovitá půda;
• Jílovitá hlína.

Odborná rada! Tažná síla je vztlakový efekt, kterým působí zemina na základy budovy v ní umístěné.

Obr. 1.3: Vliv těžkých sil na základy různé hloubky

V chladném období, kdy půda zamrzne, se vlhkost, kterou je nasycena, změní na led a zvětší svůj objem o 3-9%.

Kvůli enormní hustotě spodních vrstev půdy se zvětšený objem půdy nemůže rozpínat směrem dolů a začíná se tlačit nahoru, čímž na základnu působí vertikální a tečné vztlakové zatížení.

Důsledkem zvedání je deformace základů – pásové a deskové základy se bortí, stěny se pokrývají trhlinami, vyboulí se rámy oken a dveří.

Odborná rada! Hloubka založení ve zvedající se půdě by měla být vždy větší než hloubka promrzání půdy – základ umístěný pod GPG není ovlivněn svislými zvedáními silami.

Designové prvky budovy ve výstavbě

Hloubka základu je určena s ohledem na následující konstrukční vlastnosti budované konstrukce:

• Přítomnost přízemí nebo suterénu;
• Dostupnost základů pro volně stojící zařízení;
• Povaha a síla zatížení, kterými bude budova působit na nosný základ (vítr, sníh a hmotnost konstrukce);

Obr. 1.4: Pásové založení suterénu a vliv podzemní vody na něj

Odborná rada! Pásové základy, pokud se staví suterén, jsou pohřbeny 50 centimetrů pod krajním bodem jeho podlahy, sloupové základy – 150 cm níže.

Hloubka základu SNIP

Požadavky a pravidla pro stanovení hloubky železobetonových základů jsou uvedeny v regulační referenční knize SNiP č. 20201-83 „Základy budov a staveb“.

V odstavci 2.25 tohoto dokumentu jsou uvedeny vzorce a tabulky, pomocí kterých lze v praxi vypočítat hloubku uložení železobetonových základů. K tomu budete potřebovat následující počáteční údaje:

• typ půdy;
• Měsíční a průměrné roční teploty v kraji;
• Technický návrh stavby;
• Hloubka uložení podzemní vody.

Rýže. Hloubka pokládky základových pásů na základě hloubky zamrznutí

Jak a čím určit hloubku založení

Hlavní vliv na hloubku promrznutí půdy má hloubka promrznutí půdy, takže výpočty k identifikaci zmrznutí půdy vyžadují předběžné stanovení této hodnoty a porovnání získaného výsledku se standardní tabulkou.

Obr. 1.5: Schéma pásového základu pro srub

Vypočítejme například hloubku základů pro srub, staveniště je Moskva.

Vypočítáme standardní ukazatel hloubky promrznutí půdy

To se provádí podle vzorce:

Kde d0 – koeficient, jehož hodnota se pro různé druhy půdy liší:

• Jílovitá a hlinitá půda – 0,23;
• Písčitá hlína, jemná písčitá půda – 0,28;
• Střední a hrubá písčitá půda – 0,30;
• Kamenitá půda – 0,34;

√Mt je druhá odmocnina všech mínusových měsíčních teplot v regionu za jeden kalendářní rok. Průměrné měsíční teploty v konkrétních oblastech Ruska můžete zjistit v příloze 5.1 k SNiP č. 23-01-99 „Building Climatology“.

Pro Moskvu budou průměrné měsíční teploty následující:

Na základě tabulky určíme √Mt (shrneme pouze teploty pod nulou): √5,6+1,1+1,3+7,1+7,8 = 4,78.

Nyní můžeme vypočítat základní vzorec pro standardní zmrazení:

Pro hlinitou půdu a hlínu, které převládají v hlavním městě Ruska, byl vzat koeficient 0,23.

Zjistíme odhadovanou hloubku promrzání půdy pod konkrétní budovou

Odhad GPP, na jehož základě bude určena hloubka základu, se vypočítá pomocí vzorce:

přičemž Dfn – hodnota standardního zmrazení, kterou jsme již vypočítali, a Kh – koeficient, který se liší pro vytápěné a nevytápěné budovy.

U nevytápěných prostor, pokud se nacházejí v regionech s kladnou průměrnou roční teplotou (v Moskvě – +5,4), se vždy rovná 1.1.

Koeficient Kh pro vytápěné místnosti zjistíte z tabulky níže.

Tabulka 1.2: Koeficienty Kh při různých vnitřních teplotách

Nyní můžeme určit odhadovanou hloubku zamrznutí půdy v Moskvě pod různými strukturami:

• Vytápěná budova s ​​nevytápěným suterénem: Df = 1 x 1.1 = 1.1 m;
• Vytápěný objekt se zateplenou základnou, nepodsklepený: Df = 0.7 x 1.1 = 0.8 m;
• Nevytápěná budova, bez dodávky: Df = 1.1 x 1.1 = 1.21 m.

Určení hloubky založení

Pomocí údajů z tabulky vztahu mezi hladinou podzemní vody a GPG můžeme určit optimální hloubku uložení železobetonového základu, který minimalizuje těžné síly působící na základ v chladném období.

Tabulka 1.2: Hloubka založení za různých podmínek

Odborná rada! Přesnou hloubku podzemní vody a index tekutosti půdy lze zjistit až na základě geologických průzkumů na staveništi. Pokud nemáte příležitost takovou práci provést, doporučuje se vzít hloubku základu s rezervou – „ne menší než hodnota Df“.

Hloubka základu pásu

V závislosti na hloubce základu se rozlišují dva typy základových pásů – hluboké a mělké.

Hluboký pásový základ se instaluje na půdu náchylnou k mrazu, v důsledku jehož vztlakového zatížení by se jakýkoli jiný základ zdeformoval. Na takovém základu lze postavit těžké cihlové domy, srubové stavby nebo vícepodlažní budovy z pórobetonu.

Obr. 1.6: Hluboký pásový základ se suterénem

Odborná rada! Nejnižší bod nosné základny hlubinných základů je vždy umístěn 20-25 centimetrů pod hloubkou promrzání půdy.

Existují dva typy tažných sil:

• Vertikální – nejsilnější dopady, které pocházejí z vrstev půdy umístěných pod nosnou základnou základu;
• Tangenta – vztlakové síly působící v důsledku tření mezi expandující zeminou a bočními stěnami základny.

Díky tomuto uložení není nosná podrážka umístěná v nezamrzající půdě vystavena vertikálním vztlakovým silám. Zůstávají pouze tangenciální dopady, které jsou neutralizovány tlakem vyvíjeným na základ hmotou budovy a nezpůsobují žádné vážné škody.

Obr. 1.7: Schéma hlubokého pásového základu

Největší ekonomicky únosná hloubka pro uložení pásových základů do země je dva a půl metru. Pokud je nutné tuto hloubku překročit, je racionální upustit od pásového základu a dát přednost základům z ražených nebo vrtaných pilot.

Mělká hloubka založení

Mělký základ je podtyp pásového základu, jehož uspořádání nezohledňuje hodnotu GPG.

Takový základ se používá pro stavbu lehkých domů ze dřeva, rámových panelů, pěnového betonu nebo malých cihlových budov na netopné půdě s nízkou hladinou podzemní vody.

Obr. 1.8: Schéma mělkého pásového základu

Je kontraindikováno stavět mělký pásový základ na:

• rašelinové a naplavené půdy;
• heterogenní půda;
• na jakémkoli typu vysoce zatěžované půdy;
• v záplavových oblastech.

Odborná rada! Za minimální přípustnou hloubku pro položení mělkého pásového základu se považuje 50 centimetrů.

V oblastech se skalnatou půdou, kde vytváření prohlubní v půdě není ekonomicky rentabilní, lze takový základ umístit přímo na povrch půdy.

Obr. 1.9: Mělký pásový základ

Pro hlinitou a hlinitou půdu je optimální hloubka pro položení mělkého základu 80-90 centimetrů.

Při stavebních pracích v podmínkách ornice s nízkou hustotou musí být mělký základ prohlouben na úroveň vrstev husté zeminy se stabilními nosnými charakteristikami.

Naše služby

Firma Bogatyr se zabývá beraněním a vodicím vrtáním. Disponujeme vlastním vozovým parkem vrtací a pilotovací techniky a jsme připraveni dodat piloty na místo s jejich dalším zapuštěním. Pro objednání práce na zarážení železobetonových pilot zanechte poptávku.

Hloubka základu se volí v závislosti na mnoha faktorech (přítomnost nebo nepřítomnost suterénu, přítomnost přilehlých budov, komunikace atd.), mezi nimiž je zvláště důležitá hloubka sezónního zamrzání půdy. To je způsobeno skutečností, že v nejběžnějších půdách – jíly, hlíny, plastické písčité hlíny, některé písky, pokládání základů v mrazivé zóně, zejména v blízkosti podzemních vod, vytváří nebezpečí destrukce budovy vlivem mrazu takové půdy. Z tohoto důvodu se hloubka základů pro vnější stěny nepovažuje za menší než hloubka sezónního zamrznutí půdy, s výjimkou případů, kdy půda není náchylná ke zvednutí.

V souladu se současnými standardy návrhu základů SNiP 2.02.01-85* zahrnuje výběr hloubky základu řešení následujících dvou problémů:

• stanovení odhadované hloubky zamrznutí půdy,
• posouzení nebezpečí nadzvedávání půdy (nutnost položit základy pod hloubkou mrazu), pro které byla stanovena zvláštní kritéria, která zohledňují typ půdy a hloubku podzemní vody.

Odhadovaná hloubka sezónního zamrzání půdy závisí nejen na přírodních faktorech, ale také na tepelném režimu navržené budovy, určeném vzorcem (6) kde – standardní hloubka mrazu vм, – koeficient zohledňující vliv tepelného režimu budovy, přijat: pro vnější základy vytápěných budov – dle tabulky 1P (Příloha 2); pro vnější a vnitřní základy nevytápěných konstrukcí – =1,1 Potřeba položit základy pod hloubkou zamrznutí půdy je stanovena podle speciální tabulky SNiP 2.02.01-85*, která uvádí, ve kterých půdách a při jaké hladině podzemní vody by měla být hloubka základu pod hloubkou zamrznutí půdy a když takové prohlubování není potřeba. Tato tabulka je uvedena v příloze 2 těchto pokynů (tabulka 2P). Kvůli absenci zamrzání půdy pod vnitřními stěnami vyhřívaný budov se vnitřní základy takových budov prohlubují bez ohledu na vypočtenou hloubku promrzání půdy. Minimální hloubka jakéhokoli základu v nekamenných půdách je 0.5м. příklad. Standardní hloubka sezónního zmrazování jílů a hlín (d_fn) v Ufě je 1.8м. Určete odhadovanou hloubku zamrznutí hlíny (d_f) pod vnějšími základy nepodsklepeného obytného domu, v jehož místnostech v přízemí by měla být teplota vzduchu +20 o C a podlahy jsou položeny přímo na zemi (dlaždice metlakh pro přípravu betonu). Použijme vzorec (6) a koeficient k_h určíme podle tabulky B1. d_f = k_h d_fn =0.5  1.8 = 0.9 м Vypočítaná hloubka zamrznutí půdy (d_f) pro uvažovanou stavbu je 0.9 м Dokončení úlohy výběru hloubky základů domu na obrázku 1а Doporučuje se to provést v následujícím pořadí:

• určit odhadovanou hloubku zamrznutí půdy d_f podle vzorce (6) a v úkolech, které zahrnují písek v základu, nejprve vyjasněte standardní hloubku mrazu d_fn;
• zjistěte pomocí tabulky 2P, zda je nutné prohloubit základ pod zónu promrzání půdy.
• zjistit, které stěny dané budovy jsou vnější a které vnitřní;
• rozhodnout o hloubce základů pro vnější a vnitřní stěny.

Při výběru hloubky založení se doporučuje dodržovat následující pravidla návrhu:

• vezměte hloubku umístění jako násobek 10cm (ve zvláštních případech 5cm);
• při nestejných hloubkách základů v rámci stejné budovy by měl být přechod pásového základu do jiné hloubky proveden v krocích o výšce 0.5. 0.6m Kromě toho by měl být poměr výšky schodu k jeho šířce v jílových půdách roven 1:2, v písčitých půdách – respektive 1:3.

V podmínkách, kdy musí být základ položen alespoň v hloubce promrzání půdy, se základna základu obvykle umísťuje v hloubce mrazu, pokud není z konstrukčních důvodů vyžadována větší hloubka (například u velkého základu, v přítomnosti v podzemí nebo suterénu). Pokud hloubka pokládky podle požadavků tabulky 2P nezávisí na hloubce zamrzání, položí se základna do hloubky 0.5м (nebo větší, pokud to návrh základů vyžaduje). Příklad. Odhadovaná hloubka zamrznutí půdy d_f= 0.9м, hloubka (hladina) podzemní vody d_w = 3м, zemina – hlína s indexem tekutosti 0.2. Určete, zda by měl být základ položen alespoň do hloubky zamrznutí půdy. Podívejme se na tabulku 2P. Pro hlíny s I_Ld. < 0.25 požadovaná hloubka by měla být vzata v úvahu s ohledem na hladinu podzemní vody_w, přesněji řečeno v závislosti na splnění podmínky d_w  d_f + 2 – hloubka uložení musí být alespoň d_f ; d_w > d_f + 2 – hloubka uložení musí být minimálně 0.5d_f V tomto případě d_f + 2 = 0.9 + 2 = 2.9м , která je menší než hloubka podzemní vody (d_w = 3м), proto hloubka založení musí být minimálně 0.5d_f . Hloubka pokládky tedy může být menší než vypočítaná hloubka zamrznutí půdy 0.9м, ale zůstává „změkčené“ omezení – nemělo by být menší než 0.50.9 = 0.45м Vzhledem k tomu, že minimální hloubka základu je povolena 0.5m akceptujeme hloubku d=0.5м.