Come calcolare la profondità delle fondamenta tenendo conto di vari fattori

Creare una base solida è fondamentale per qualsiasi tipo di progetto edilizio, che si tratti di una casa modesta o di un alto grattacielo. La stabilità e la longevità della struttura sovrastante dipendono in larga misura dalla profondità di posa delle fondamenta. Per calcolare la profondità corretta di una fondazione è necessario prendere in considerazione una serie di importanti variabili che influenzano la stabilità del terreno e il peso che la fondazione deve sostenere.

Prima di decidere la profondità delle fondazioni, è necessario tenere conto del tipo di terreno su cui verrà costruito l'edificio. La capacità dei vari tipi di terreno di sostenere il peso e di assestarsi nel tempo è variabile. I terreni argillosi e densi, ad esempio, possono sostenere un peso maggiore rispetto ai terreni sabbiosi e sciolti. Un ingegnere geotecnico esperto può testare il terreno per determinare la capacità del suolo di sostenere una struttura e stabilire la profondità di fondazione ideale per evitare assestamenti o spostamenti.

Anche l'ambiente locale e il clima sono fattori importanti da tenere in considerazione. Le fondazioni più profonde sono necessarie nelle aree vulnerabili al gelo, perché l'espansione del terreno può causare danni alle strutture sovrastanti. Analogamente, le regioni con falde acquifere elevate o terreni espansivi che si espandono e si contraggono in risposta al contenuto di umidità potrebbero richiedere fondazioni più profonde per offrire una stabilità sufficiente tutto l'anno.

Il calcolo della profondità delle fondazioni è influenzato anche dalla destinazione d'uso e dal progetto della struttura. Le fondazioni più profonde sono solitamente necessarie per gli edifici più alti o più pesanti, come gli edifici industriali o i complessi residenziali di alto livello, al fine di distribuire uniformemente il peso ed evitare un assestamento eccessivo. Gli ingegneri utilizzano i calcoli di carico e l'analisi strutturale per determinare la profondità ideale alla quale la struttura prevista può essere sostenuta in modo sicuro dalle fondamenta.

Infine, ma non meno importante, la profondità minima di una fondazione è fortemente influenzata dalle norme e dai regolamenti edilizi locali. Lo scopo di questi codici è quello di garantire la sicurezza e la resistenza delle strutture contro eventi imprevisti come i carichi del vento e i terremoti. Il rispetto di queste linee guida non solo garantisce il rispetto dei requisiti di legge, ma migliora anche la robustezza e la sicurezza complessiva dell'edificio.

Fattore	Considerazione
Tipo di terreno	I diversi terreni hanno capacità portanti variabili. L'argilla necessita di fondazioni più profonde rispetto ai terreni sabbiosi.
Linea di gelo	Le fondamenta devono estendersi al di sotto della linea del gelo per evitare danni dovuti ai cicli di gelo e disgelo.
Carico dell'edificio	Le strutture più pesanti richiedono fondazioni più profonde per garantire la stabilità e prevenire gli assestamenti.
Falda acquifera	Le falde acquifere elevate possono causare problemi di fondazione. Fondazioni più profonde aiutano a evitare i danni causati dall'acqua.
Clima	Nelle regioni caratterizzate da condizioni climatiche estreme, le fondazioni più profonde offrono una migliore protezione contro le sollecitazioni ambientali.

Fattori che influenzano i calcoli

La maggior parte delle persone che non si occupano di costruzioni crede che il peso dell'edificio influisca direttamente sulla profondità delle fondamenta. Ma ci sono altri segnali oltre a questo. Le seguenti variabili sono utilizzate per calcolare la profondità delle fondazioni (GZF):

• condizioni idrogeologiche;
• congelamento del terreno;
• caratteristiche progettuali del sito di costruzione;
• terreno.

Condizioni idrogeologiche

Il terreno ricoperto di piante ricopre quasi tutti i siti di costruzione. È necessario rimuovere il terreno perché è pieno di inclusioni biologiche e radici di piante. Sotto di essa scendono diversi strati di terreno con proprietà distinte. Il committente deve conoscerle.

Ogni varietà ha un'umidità e una resistività uniche. La suola della fondazione deve poggiare sullo strato portante del terreno affinché la casa rimanga in posizione stabile.

A un certo punto, anche le acque sotterranee percolano attraverso il terreno. Trovare il livello dell'acqua è fondamentale per capire la GRF.

C'è la possibilità che il terreno sotto la fondazione venga dilavato, il che potrebbe causare un assestamento irregolare e tutti gli effetti negativi che ne derivano.

L'elevata umidità relativa favorisce la crescita di muffe e colonie fungine, che possono demolire le fondamenta di qualsiasi tipo di struttura.

Cruciale! La fondazione non deve mai essere collocata nella zona delle acque sotterranee. L'acqua viene deviata dalle fondamenta se non c'è un modo economico per evitare questo fenomeno. A tal fine, è necessario installare un sistema di drenaggio intorno alla casa.

Gelo del suolo

Ad eccezione delle zone meridionali, quasi tutta la Federazione Russa è soggetta a temperature invernali inferiori allo zero. L'impatto negativo di questo fattore sulle fondamenta deriva da fenomeni fisici come la trasformazione dell'acqua in ghiaccio.

L'umidità del suolo cristallizza a temperature inferiori a 0°C, espandendo rapidamente il proprio volume e formando cristalli di ghiaccio. Forze di sollevamento massicce emergono con immensa potenza. Non solo le fondazioni composte da altri materiali possono subire deformazioni, ma anche le strutture in cemento armato possono subire deformazioni. La GZF deve essere determinata in modo che la base passi attraverso il terreno ghiacciato.

I costruttori affrontano il problema del terreno ghiacciato in due modi:

• Il primo consiste nel collocare la base dell'edificio al di sotto della zona di congelamento del terreno.
• Nel secondo caso, le fondamenta sono isolate. Questo costoso metodo è utilizzato soprattutto nelle zone con temperature particolarmente basse in inverno o nelle regioni dell'estremo nord.

Caratteristiche progettuali del cantiere

Gli edifici con seminterrati o semisotterranei sono tra gli elementi di design dei progetti edilizi. La suola delle fondamenta può approfondirsi ulteriormente a causa del seminterrato. In queste situazioni, le pareti del semi-interrato e del seminterrato fungono sia da fondamenta che da pareti.

Anche se l'altezza sotterranea stimata dei sostegni è modesta, essi vengono innalzati fino al punto in cui gli ospiti che soggiornano in queste stanze, con altezze del soffitto pari a 2.Da 7 a 3 metri si può stare tranquilli.

Il terreno

Quando un sito di costruzione è in pendenza in più di una direzione, diventa necessario costruire una fondazione a diverse altezze in diversi punti del piano di costruzione. Questo perché le variazioni della GZF lungo la pendenza del terreno permettono al grigliato di rimanere orizzontale. Ciò dipende soprattutto dalla composizione della base del terreno, che può essere altamente in grado di sostenere il peso o, al contrario, incline a franare.

In queste circostanze, le fondazioni sono realizzate come una serie di contorni chiusi costituiti da lastre o strisce monolitiche ad altezze variabili. Sui pendii, sono comuni i sostegni a colonna, i pali a vite e le basi di pali. Senza scendere al di sotto del livello delle acque sotterranee, possono facilmente superare il punto di congelamento del terreno.

Come viene determinato da SNiP?

Una rete di risultati di indagini geotecniche copre l'intero territorio della Federazione Russa. A un certo punto, le informazioni raccolte sulle proprietà del suolo sono state organizzate e aggiunte ai documenti normativi di rilevanza federale.

Prendere nota! I contenuti dei documenti normativi non sono una dottrina consolidata. Man mano che vengono rilasciate nuove integrazioni o SNiP riapprovati, le tabelle, i diagrammi, le mappe e le planimetrie vengono aggiornate continuamente. Sono ora diretti da GOST 5180-2015, SP 22.13330 e altri documenti.

Si considerano anche i regolamenti dei dipartimenti locali di architettura e costruzione. In altre parole, è possibile utilizzare un metodo di riferimento per trovare il livello delle acque sotterranee nel sito di costruzione, necessario per calcolare il GRF, nonché la profondità dello strato di terreno portante e il congelamento del terreno.

Come calcolare da soli per la casa?

È possibile determinare la profondità delle fondamenta da soli, se si ha almeno un po' di esperienza nella progettazione di cantieri. Il calcolo dell'HZF inizia dopo la creazione di un piano preliminare per il progetto della casa, tenendo conto di diversi fattori.

Il carico sul terreno

Determinare il peso di tutte le strutture dell'edificio, tenendo conto di tutto ciò che sarà all'interno della casa, compresi i mobili, il riscaldamento, l'acqua, le fognature, le comunicazioni e le apparecchiature elettriche, i carichi di neve e il numero massimo di persone, al fine di calcolare il carico sul terreno dal peso dell'intero edificio. Calcolare approssimativamente anche il peso delle future strutture di fondazione.

Resistenza specifica del terreno

Come detto in precedenza, il percorso di riferimento, ottenendo una copia della ripresa verticale nella direzione locale dell'architettura, o rivolgendosi alle corrispondenti società miste e SNiP, determina la resistenza specifica dello strato di supporto del terreno e la sua profondità di occorrenza.

Il metodo sperimentale di laboratorio viene utilizzato se la resistenza specifica del terreno deve essere determinata con un elevato grado di precisione.

I campioni di terreno estratti dal cantiere tramite perforazione vengono portati nel laboratorio di costruzione. I cubi di campione di terreno vengono caricati e lasciati lì fino alla loro completa distruzione. La pressione di picco sarà anche il valore di resistenza specifica del terreno.

Quadrato di supporto

La posizione ideale del supporto può essere determinata confrontando due valori: la resistenza specifica del terreno e il carico specifico del peso dell'edificio. Il requisito principale è che il valore del primo parametro deve essere superiore a quello del secondo.

Tipo di base

Il tipo di fondazione viene scelto in base ad altri fattori e all'area di supporto necessaria:

• Nastro. La fondazione è un solido supporto in calcestruzzo armato monolitico o prefabbricato, anche sotto forma di muratura a bottiglia o in pietra naturale. La base si presenta come un nastro eretto intorno al perimetro dei muri portanti. I nastri sono disponibili in posa superficiale e profonda:
• Le fondazioni poco profonde sono installate su terreni solidi con una profondità di congelamento del suolo non superiore a 300 mm.
• Le suole delle fondazioni profondamente interrate non devono raggiungere il livello delle acque sotterranee 1.5 m.
• Colonnare. I sostegni autoportanti sotto forma di pilastri possono avere lunghezze diverse a seconda della differenza di altezza degli strati di terreno portanti nei diversi punti del cantiere. Si assume che la profondità ottimale della base di tutti i pilastri sia la stessa in termini di dimensione massima di progetto. Questo approccio semplifica la costruzione e riduce i tempi di realizzazione delle fondamenta di una casa.
• Pali. I pali possono essere in forma di supporti metallici o in cemento armato conficcati nel terreno con un battipalo. Con il loro aiuto, gli strati deboli del terreno vengono perforati e le loro estremità vengono immerse nello strato di supporto per almeno 300 mm. I sostegni a vite sono avvitati nel terreno allo stesso modo.
• Lastra. Questo progetto risolve il problema della costruzione della base della casa su terreni estremamente deboli, come torbiere, terreni paludosi, ecc.P. Un'ampia superficie di appoggio minimizza il carico specifico dell'edificio. La profondità del deposito è quasi pari allo spessore dello strato di terreno fertile rimosso.

A proposito di una nota. È possibile determinare con precisione l'area di supporto migliore selezionando il tipo di base. Dopo aver calcolato la GZF, è possibile valutare se la costruzione del tipo di struttura di supporto scelto è economicamente fattibile o passare a un altro tipo di struttura.

Formula di calcolo

La tabella SNiP viene utilizzata per calcolare la profondità di congelamento Nmerz. Se ciò si rivela problematico, il parametro può essere trovato semplicemente scavando una buca in cantiere durante l'inverno.

Tabella di riferimento SNiP.

La fotografia verticale viene utilizzata per accertare la profondità del congelamento. È necessario sapere che la terra sotto una casa riscaldata viene riscaldata. La profondità di congelamento si abbassa di conseguenza del 20%. Ciò significa che il valore effettivo sarà:

Nmerz (1 – 0.2) = 0.8 Nmerz è Nfact.

Livello dell'acqua freatica

Il luogo migliore per conoscere la vicinanza delle acque sotterranee alla superficie terrestre è l'archivio del dipartimento di pianificazione urbana e architettura locale. Un altro metodo utilizzato per misurare questo parametro è la perforazione sperimentale di un pozzo. L'indagine del pozzo vicino durante il disgelo primaverile è la soluzione migliore. Il parametro ideale da considerare per il calcolo del GPF è la distanza dalla superficie dell'acqua.

Profondità ottimale

Dobbiamo prendere in considerazione questo dato con un esempio particolare per chiarire la metodologia di calcolo. Supponendo di essere incaricati di identificare la zona di protezione civile in un cantiere, è necessario ottenere innanzitutto le seguenti informazioni preliminari:

• Profondità di congelamento del terreno. Secondo la tabella SNiP, il terreno del cantiere gela fino a 2 m di profondità.
• Livello dell'acqua freatica. Il valore di questo parametro viene ricavato da un rilievo verticale o misurato in un pozzo. È uguale a 3.4 m.
• Tipo di fondazione. È stato scelto il tipo di base colonnare.
• Terreno – pendenza.
• La differenza di profondità dello strato di terreno portante è di 2 m. Dati del sondaggio verticale.

La media tra due e 3.4 m, o 2.7 m, è la profondità di fondazione ideale se si considerano i primi due fattori. Considerando la topografia, i pilastri saranno 2.7 metri nel punto più alto del sito e 4 metri nel punto più basso.7 metri di lunghezza nel punto più basso.

Qualsiasi progetto di costruzione deve considerare attentamente la profondità delle fondamenta per garantire stabilità e longevità. Ci sono alcune considerazioni importanti da fare per scegliere la profondità adeguata. Il tipo di terreno è importante; per i terreni più morbidi sono necessarie fondazioni più profonde. Anche il peso e le dimensioni dell'edificio influiscono sulla profondità; per gli edifici più grandi e pesanti sono necessarie fondazioni più profonde. La stabilità è influenzata dai livelli di umidità del suolo, dagli alberi circostanti e dalle falde acquifere. Infine, particolari linee guida per garantire che le fondazioni soddisfino gli standard di sicurezza sono fornite dai regolamenti edilizi locali. I costruttori possono determinare la profondità ideale delle fondamenta e garantire la solidità dei loro progetti esaminando attentamente questi fattori.

Video utile

Il video seguente vi insegnerà come determinare la profondità delle fondamenta:

La determinazione della profondità della fondazione è essenziale per garantire la longevità e la stabilità di qualsiasi edificio. La profondità giusta dipende da una serie di fattori, primo fra tutti il tipo di terreno. Le fondazioni più profonde sono necessarie per prevenire l'assestamento in terreni morbidi ed espansivi, mentre profondità inferiori possono essere possibili in terreni solidi. L'analisi del terreno e la consulenza geologica possono fornire informazioni cruciali per questa scelta.

Anche il peso e il progetto dell'edificio sono considerazioni importanti. Per le strutture più pesanti o per gli edifici a più piani sono solitamente necessarie fondamenta più profonde per distribuire uniformemente il peso ed evitare assestamenti irregolari. La profondità ideale, in grado di trovare un equilibrio tra stabilità ed economicità, viene determinata attraverso calcoli ingegneristici basati sui carichi previsti e sui requisiti strutturali.

La profondità delle fondamenta è anche influenzata dal clima. Ad esempio, nelle aree in cui il gelo è frequente, le fondazioni che si abbassano al di sotto della linea del gelo sono necessarie per evitare i movimenti causati dai cicli di gelo e disgelo. D'altra parte, anche se le fondazioni possono essere meno profonde nei climi più caldi, è necessario tenere in considerazione le norme edilizie locali e la stabilità del terreno.

Infine, i requisiti minimi di profondità delle fondazioni sono imposti dai regolamenti edilizi locali, che si basano su standard di sicurezza e integrità strutturale. L'osservanza di questi codici è indispensabile per garantire che la fondazione soddisfi gli obblighi di legge e offra un ambiente sicuro agli abitanti. Per orientarsi efficacemente tra questi requisiti, può essere utile parlare con un ingegnere strutturale o con le autorità locali.

Video sull'argomento

2. Fondazioni e fondazioni in condizioni naturali e climatiche difficili. La lezione. Assoc., TO.N. Gruzin A.IN.

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