Есть и более простой способ определения глубины промерзания грунта, хотя и менее точный: с помощью нормативной схемы промерзания грунта по климатическим районам. По принципам климатического районирования вся Россия разделена на отдельные территории, каждая из которых обладает общими параметрами. Так, для Краснодара и Калининграда минимальная и максимальная глубины промерзания составляют соответственно 60 и 80 см, для Ростова-наДону и Астрахани – 80 и 100 см, для Пскова, Новгорода, Великих Лук, Смоленска, Курска, Волгограда, Владивостока – 100 и 120 см, для Петрозаводска, Санкт-Петербурга, Москвы, Воронежа – 120 и 140 см, для Вологды, Костромы, Нижнего Новгорода, Пензы, Саратова – 140 и 160 см, для Архангельска, Котласа, Кирова, Ижевска, Казани, Уфы, Екатеринбурга, Уральска, Оренбурга – 160 и 180 см, для Сыктывкара, Перми, Челябинска, Красноярска, Иркутска, Хабаровска, Тюмени – 180 и 200 см, для Кургана, Омска, Барнаула, Новосибирска, Тобольска – 200 и 220 см, для Нарьян-Мара и Усть-Цильмы – 220 и 240 см, для Салехарда – 240 и 260 см. Разумеется, эти значения приблизительны и чаще преувеличены, поскольку максимальная глубина промерзания в реальности встречается крайне редко.
Есть еще один теоретический метод определения глубины промерзания на участке строительства – расчет по формуле. Глубина промерзания равна произведению двух коэффициентов. Один коэффициент зависит от типа грунта и составляет 0,23 для суглинистых и глинистых грунтов, 0,28 – для супесей, мелких и пылеватых песков, 0,3 – для крупных, гравелистых и средних песков и 0,34 – для крупнообломочных грунтов. Второй коэффициент можно вычислить, зная средние значения температуры воздуха за каждый месяц с отрицательными значениями температуры для района строительства. Этот коэффициент будет равен сумме отрицательных среднемесячных температур, возведенных в квадрат. Среднемесячные значения зимних температур можно определить самостоятельно, ежедневно измеряя температуру.
С помощью расчета возможно более точно определить глубину промерзания на конкретном участке. Но поскольку эта характеристика зависит не только от типа грунта и температуры воздуха, а, например, также от высоты снежного покрова и силы ветра, то оптимальный способ – вырыть шурф.
Для чего лучше сначала выполнить колодец с помощью бура, что облегчит последующую выемку грунта лопатой. Колодец должен быть глубиной от 2 до 2,5 м. Устраивать шурф нужно в соответствии с нормативными значениями глубины промерзания для вашего района в январе, при самых низких температурах в году, непосредственно перед изучением свойств грунта с помощью выемки лопатой и ломом. Верхний слой представляет собой снежный покров, высота которого не учитывается, – его нужно просто снять. Так же следует поступить с ледяной коркой, отбив ее ломом. А вот глубину всех последующих слоев надо измерить. Верхний слой грунта, как правило, очень твердый и с трудом отбивается ломом. Ниже его сменяет тоже довольно твердый мерзлый грунт, который не удастся вынуть лопатой, но довольно легко сбить ломом. Еще ниже идет слой условно мерзлого грунта, который, хотя и с трудом, можно вынуть лопатой. Границу между этим слоем и увлажненным грунтом, который легко вынимается лопатой, нужно отметить особо: расстояние между поверхностью грунта и этой границей как раз и будет глубиной промерзания (рис. 11).
Рисунок 11. Определение глубины промерзания по сечению шурфа
Для получения более точных значений глубины промерзания можно провести исследования грунта 2–3 раза с небольшим интервалом.
Полученное значение повлияет на глубину заложения фундамента: она должна быть больше глубины промерзания грунта.
Таким образом, проведя натурное исследование грунтового основания, можно хорошо сэкономить на материалах: реальная глубина промерзания чаще намного меньше нормативной, поэтому фундамент будет меньшим по объему.
РАСЧЕТ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТА
Бытующее мнение о том, что прочность фундамента прямо пропорциональна глубине заложения независимо от условий его устройства, совершенно неверно. До определенной степени действительно можно судить о прочности фундамента по его высоте. Но только до определенной степени. В некоторых случаях фундамент, заложенный слишком глубоко, окажется весьма уязвимым.
Как правило, глубина заложения фундамента зависит от глубины промерзания грунта и глубины залегания грунтовых вод. Однако есть несколько исключений.
1. Если здание будет отапливаться весь зимний период, то фундамент под его внутренние стены следует закладывать на 50 см (или более) от уровня земли или пола подвала при его наличии в соответствии с расчетом.
2. Минимальную глубину заложения в 50 см применяют независимо от глубины промерзания на средне– и крупнообломочных грунтах.
3. Учитывать глубину промерзания не обязательно при возведении здания из легких конструкций на ленточном фундаменте.
В остальных случаях практически незыблемым постулатом является следующая рекомендация: глубина заложения фундамента должна быть больше глубины промерзания грунта. В этом случае подошва фундамента окажется расположенной ниже уровня промерзания и силы морозного пучения на нее не подействуют.
На сколько же необходимо увеличить глубину заложения фундамента по сравнению с глубиной промерзания? Разница должна быть не менее 20 см. При устройстве песчаной подготовки глубина заложения самого фундамента (без учета подготовки) может быть уменьшена. Но для этого необходим расчет.
Глубину заложения фундамента в зданиях с неотапливаемым подвалом отмеряют от пола подвала. Расчетную глубину заложения при этом уменьшают в 2 раза по сравнению с той, которую получили в соответствии с глубиной промерзания грунта.
Если фундамент будет возведен на пучинистом основании, правильной глубины заложения для приобретения конструкцией нормальной морозостойкости недостаточно, поскольку силы морозного пучения могут воздействовать и на боковые поверхности фундамента, расположенные в промерзающем слое грунта. Для нейтрализации бокового пучения грунта необходимо:
• заложить в ленточный железобетонный фундамент прочный арматурный каркас;
• объединить столбчатый фундамент рандбалками или обвязочными балками по всему периметру;
• устроить свайный фундамент с уширенным наконечником;
• сделать основание любого фундамента (кроме плитного) расширенным, выполняющим роль анкера в грунте;
• устроить каменный фундамент, поперечное сечение которого сужается снизу вверх;
• покрыть боковые плоскости фундамента полиэтиленовой пленкой, смазанной машинным маслом, для уменьшения сцепления фундамента с грунтом;
• утеплить верхний слой основания вокруг фундамента (пенопластом или керамзитом).
Все эти методы призваны ослабить воздействие сил морозного пучения и уменьшить глубину промерзания грунта вокруг фундамента.
Разбивка фундамента представляет собой перенос габаритных осей здания и конструктивных размеров фундамента на грунтовое основание. Разбивку осуществляют до рытья котлована или траншеи.
Габаритная ось здания – это условная линия, проходящая по границе или центру расположения каких-либо конструктивных элементов (чаще – перекрытий). К таким линиям привязывают размеры всех несущих элементов здания, в том числе фундамента.
Для выполнения работ по разбивке осей потребуются некоторое количество деревянных колышков или металлических штырей длиной не менее 1 м, дощечек, тонкая проволока или шнур (причалка), красная масляная краска, куски красной ткани, гвозди и молоток, инструменты для геометрического измерения (например, рулетка).
...
Чтобы не допустить ошибок при разбивке осей, нужно проверять все углы обноски на соответствие их проектным (обычно стены пересекаются под прямым углом). Кроме того, если перекрытия будут выполнены из стандартных элементов, надо очень точно перенести на основание габаритные размеры осей. Для более точного измерения все обмеры производят по 2 раза, с разных концов линии.
Разбивку фундамента осуществляют в несколько этапов.
1. Находят на площадке 2 точки, фиксирующие самую длинную ось на плане здания. Устанавливают в этих точках колышки и протягивают между ними причалку (рис. 12). Точки следует выбрать таким образом, чтобы между ними уместилась вся переносимая на участок ось. Причалку закрепляют за гвозди, вбитые в дощечки, которые укрепляют на колышки (прибивают или приклеивают). Чем больше линий необходимо перенести на основание, тем больше гвоздей нужно вбить в дощечку. Например, если внешняя грань фундамента не совпадает с координационной осью, ее следует выносить отдельно.
Рисунок 12. Устройство колышков с натянутой причалкой: 1 – столбик для закрепления причалки, 2 – дощечка для закрепления причалки, 3 – гвозди, 4 – колышек, обозначающий угол фундамента, 5 – причалка, 6 – линия внешней грани фундамента, 7 – грузик на отвесе
