Строительство фундамента — важный и ответственный этап при возведении дома. От того, насколько грамотно определены размеры и правильно сделан расчет, зависит качество монтажа и долговечность конструкции. Чтобы рассчитать фундамент, нужно вычислить нагрузку на основание и грунт, а также определить опорную площадь конструкции.
Какой фундамент выбрать для загородного дома
Сегодня существуют различные типы фундаментов, среди которых столбчатый, ленточный, свайный, винтовой, ростверковый и монолитный. Для строительства большого деревянного коттеджа и дачного дома с подвалом или цокольным этажом выбирайте ленточный тип. Он отлично выдерживает высокие нагрузки и подходит для жидкой и глинистой почвы, для неоднородного и плотного грунта, для большой глубины промерзания.
Для строительства дома или бани без подвала или цокольного этажа можно выбрать фундамент на сваях или столбах. Он подходит для большинства типа почв, в том числе для торфа и болотистой местности. Такой тип используют при подвижном и нестабильном грунте, быстро меняющемся климате, повышенном уровне подземных вод. Конструкция легко выдерживает сильные нагрузки и постепенные сдвиги грунта.
Монолитный или плитный фундамент — надежная и прочная основа, которая отлично подходит для строительства основательного и просторного деревянного коттеджа с невысоким подвалом или цокольным этажом. Конструкция подходит для каждого типа грунта и почвы.
Наиболее оптимальным вариантом для строительства загородного дома сегодня считается ленточный фундамент. Подробнее о нем и других видах оснований читайте по ссылке http://marisrub.ru/uslugi/montazh-fundamentov/ . А в этой статье мы узнаем, как правильно рассчитать фундамент.
Как рассчитать основную нагрузку
Нагрузка на грунт и фундамент представлена постоянными и переменными нагрузками. К последним относят ветер и снег. К первым вес дома, коттеджа или бани вместе с фундаментом и кровлей. Кроме того, важно рассчитать эксплуатационную нагрузку. Это количество людей, которые регулярно находятся в помещении, мебель и оборудование. Таким образом, среди элементов постоянной нагрузки выделяют:
- Конструкция фундамента;
- Цокольный этаж или подвал с отделкой;
- Стены и межкомнатные перегородки с отделкой;
- Потолок и полы с отделкой;
- Лестницы ;
- Кровля с отделкой.
Нормы СНиП II-3-79 предлагают показатели удельного веса стройматериалов, которые помогут рассчитать примерный вес дома и нагрузку на фундамент. Параметры указаны в таблице. Брать лучше больший удельный вес, чтобы был запас.
Удельный вес дома
| Удельный вес | ||
| Материалы фундамента (на 1м3) | кг/м3 | |
| Бетон, железобетон | 2200- 2500 | |
| Кирпич, бутобетон | 1880-2200 | |
| Бутовый камень | 1600-1800 | |
| Тип стен (на 1м2) | кг/м2 | |
| Бревенчатые и из бруса | 70-100 | |
| Деревянные, каркасные и панельные | 30-50 | |
| Тип перекрытия (на 1 м2) | С плотностью до 200 кг/м3 | С плотностью 200-500 кг/м3 |
| Цокольное по деревянным балкам | 100-150 | 200-300 |
| Чердачное по деревянным балкам | 70-100 | 150-200 |
| Железобетонное монолитное | 500 | |
| Тип кровли | кг/м2 | |
| Черепица | 60-80 | |
| Рубероид в два слоя | 30-50 | |
| Сталь в листах | 20-30 | |
Чтобы получить расчет всей конструкции, удельный вес материалов умножают на объем конструкции. Полученный результат умножают на коэффициент надежности по нагрузке. Значения коэффициента представлены в следующей таблице.
Коэффициент надежности конструкции и грунта
Чтобы правильно сделать расчет нагрузки, нужно учитывать и временные элементы, к которым относится снег. Снеговую нагрузку определяют в зависимости от региона строительства.
Как рассчитать снеговую нагрузку
Чтобы сделать расчет снеговой нагрузки, умножают площадь кровли на вес снегового покрова, который зависит от местности строительства. Подробнее с нормами для каждого региона вы можете ознакомиться в описании СНиП 2.01.07-85. Там же в приложении вы найдете карту снеговой нагрузки для России.
Карта снеговой нагрузки России
Для полного расчета нагрузки снега используют следующую формулу:
Sр – расчетный вес снега на 1 м2 горизонтальной поверхности земли;
к – коэффициент наклона кровли. Коэффициент наклона кровли до 25 градусов равен единице, от 25 до 60 градусов составляет 0,7, а при уклоне свыше 60 коэффициент не учитывают.
Чтобы упростить расчет, можно использовать примерный вес снега, который составляет около 100 кг/м3, а в мокром состоянии достигает 300 кг/м3. Однако учтите, что полученный результат будет не точным, что опасно для строительства фундамента.
Как рассчитать вес и габариты основания
Чтобы сделать расчет общей нагрузки, нужно сложить вес дома, снеговую нагрузку и массу фундамента. Сначала вычисляют размеры конструкции. А чтобы упростить расчет, составляют проект или схему. Затем нужно рассчитать глубину заложения, которая зависит от типа грунта. Для непучинистого вида и песка уровень заложения составляет свыше 1,5 метров. При суглинке и глине основание должно лежать не выше уровня промерзания.
Толщину фундамента определяют в зависимости от различных параметров. Как правило, она составляет 0,3 — 0,4 метра. Но если вы планируете обустройство подвала или цокольного этажа, размер может быть другим. Подробные размеры конструкции с подвалом представлены ниже в таблице.
Размеры фундамента
| Материал фундамента | Длина стены | Глубина подвала | |||
| 2 м | 2,5 м | ||||
| Толщина стены | Ширина подошвы (основы) | Толщина стены | Ширина подошвы (основы) | ||
| (мм) | |||||
| Монолитный бетон (плита) | До 3 м | 200 | 300 | 200 | 400 |
| Свыше 3 м | 250 | 400 | 250 | 500 | |
| Блоки из бетона | До 3 м | ||||
| Свыше 3 м | 300 | 500 | 300 | 600 | |
| Бутобетон | До 3 м | 400 | 500 | 400 | 600 |
| Свыше 3 м | 500 | 600 | 500 | 800 | |
| Бутовый камень | До 3 м | 600 | 800 | 600 | 900 |
| Свыше 3 м | 750 | 900 | 750 | 1050 | |
| Кирпич | До 3 м | 380 | 640 | 380 | 770 |
| Свыше 3 м | 510 | 770 | 510 | 900 | |
Главное условие для функционирования фундамента в том, что удельная нагрузка на грунт должна быть меньше расчетного сопротивления на 15-20%. Удельное давление вычисляют при помощи деления общего веса дома на площадь основания (подошвы грунта). А размеры расчетного сопротивления вы найдете в таблице, так так они зависят от типа грунта.
Расчетное сопротивление грунта
| Глинистые почвы | Твердые | Текучие | Коэффициент пористости |
| Супеси | 3 | 0,5 | |
| 2,5 | 2 | 0,7 | |
| Суглинки | 3 | 2,5 | 0,5 |
| 2,5 | 1,8 | 0,7 | |
| 2 | 1 | 1 | |
| Глины | 6 | 4 | 0,5 |
| 5 | 3 | 0,6 | |
| 3 | 2 | 0,8 | |
| Песчаные почвы | Плотные | Средней плотности | |
| Крупный песок | 6 | 5 | |
| Средний песок | 5 | 4 | |
| Мелкий песок малой влажности | 4 | 3 | |
| Мелкий песок, насыщенный влагой | 3 | 2 | |
| Пылеватый песок малой влажности | 3 | 2,5 | |
| Пылеватый песок средней влажности | 2 | 1,5 | |
| Пылеватый песок высокой влажности | 1,5 | 1 | |
Расчетное сопротивление должно быть больше удельного давления (нагрузки). Тогда расчет выполнен правильно! Если расчет показывает, что нагрузка больше, измените размеры основания и увеличьте опорную площадь. Для ленточного фундамента следует расширить ленту, а для столбчатого нужно увеличить диаметр и число столбов. Когда вы измените параметры и размер, сделайте расчет снова!
Как рассчитать количество бетона
Чтобы правильно рассчитать бетон для плитной конструкции, нужно умножить площадь бетонной плиты на толщину. Площадь плиты под дом 6Х6 метров составляет 36 м2, а минимальная толщина изделия при этом равна 0,1 метров. Таким образом, расход бетона при минимальной толщине плиты для фундамента под дом 6х6 = 36 х 0,1 = 3,6 м3. А интересные проекты деревянных домов 6х6 вы найдете .
Для столбчатого основания расчет делают, исходя из площади поперечного сечения и высоты столбов. Площадь поперечного сечения столба = R2 х 3.14, где R — радиус изделия. Площадь умножаем на высоту и получаем расход бетона на один столб. Чтобы рассчитать бетон на целый фундамент, полученный результат умножают на общее число столбов.
Для расчета бетона на ленточный фундамент умножают ширину, высоту и суммарную длину ленты. Ширина ленты составляет в среднем 20-40 сантиметров. Высота включает глубину заложения и надземную часть. Это примерно около двух метров. В суммарную длину ленты входит периметр внешних стен и длина ленты под внутренними стенами. Для дома 6х6 метров общая длина составит 30 метров. Если ширина ленты равна 0,4 метрам, а высота — двум, то расход бетона для ленточного фундамента = 0,4 х 2 х 30 = 24 м3.
Если вы затрудняетесь сделать расчет и сомневаетесь в его правильности, обращайтесь к профессионалам! Мастера “МариСруб” исследуют грунт и составят проект конструкции, быстро и надежно рассчитают фунадмент, проведут монтаж и другие необходимые работы! Выполняем возведение фундамента и строительство деревянных домов под ключ.
Ленточное основание — это конструкция, представляющая собой замкнутый контур, выполненный из монолитных балок. Конструкция располагается под несущими стенами возводимого строения. Ленточное основание используется для капитальных домов, требующих надежную несущую конструкцию. Рассчитать ленточное основание сложнее чем свайное, но традиционный ленточный фундамент обладает гораздо большей поэтому, уделив немного времени расчетам, Вы получите надежное здание.
Ленточное основание делится на 2 вида:
- Монолитный фундамент (залитый бетоном арматурный каркас);
- (соединение уже готовых железобетонных блоков).
Монолитный и сборный ленточный фундамент может быть:
- Мелкозаглубленным (фундамент монтируется на высоте не более 1 метра);
- Заглубленным (фундамент монтируется на глубину не более 3-х метров).
Как рассчитать ленточное основание под дом?
Выяснение размеров основания под дом – это сложная и трудоемкая работа, требующая точности расчетов.
Расчет ленточного основания: подготовительный этап
Прежде чем начать расчет основания и определить его размер следует:
- Выяснить состав почвы на участке, где планируется стройка;
- Определить глубину залегания грунтовых вод;
- Определить глубину промерзания почвы;
- определить вес строения в целом.
Работы по определению глубины залегания грунтовых вод и состава почвы следует доверить квалифицированным специалистам.
Самостоятельное определение типа грунта на территории будущей стройки
Если у Вас нет возможности заказать геологические работы или их проведение нецелесообразно (при возведении малоэтажных домов, гаражей, бань применяя монолитный или сборный ленточный каркас) можно произвести анализ почвы без привлечения геодезистов. Для этого нужно:
- Сделать колодец глубиной в три метра и диаметром не более метра.
- Смочить небольшой кусок почвы жидкостью и сделать из нее жгут, длина которого не превышает 20 сантиметров. Согнуть жгут в кольцо. Если жгут распадается на множество мелких частей скорее всего Ваш грунт представлен супесями. Если жгут распадается на крупные части, то он представлен суглинками. Если жгут не распадается, то это глиняный грунт.
- Для определения пористости почвы из него вырезают куб с высотой стенки в 10 сантиметров и производят его взвешивание. После куб максимально плотно прессуют, чтобы из него вышел весь воздух и снова производят взвешивание. Отношение веса кубика до сжатия и после — это коэффициент пористости грунта. Если во время вырезания или прессования куба он рассыпается, то произвести расчет его объема можно стаканом.
- Определение текучести грунта производится простым тестом: если лопата входит в землю туго и с приложением усилий, то коэффициент текучести грунта нулевой, а если без усилий, то коэффициент текучести грунта равен 1.
Определение глубины закладки ленточного основания под дом
Глубина закладки ленточного основания под дом зависит от нескольких факторов:
- От типа почвы;
- От влажности почвы;
- От глубины промерзания почвы;
- От перспектив строительства подвального помещения;
- От глубины протекания подземных вод.
С помощью этой таблицы можно произвести расчет глубины закладки основания в зависимости от типа почвы.
Расчет массы и размеров строения
Определившись с глубиной закладки основания следует выяснить вес всего здания.
Нагрузку на основу дома оказывают:
- Тепло и гидроизоляционные материалы;
- Крепежные изделия;
- Окна и двери;
- Стропилы и материалы, используемые для покрытия крыши;
- Материалы отделки стен, перегородок и потолков;
- Полы и напольные покрытия;
- Лестницы;
- Цоколь.
С удельным весом материалов можно ознакомиться в СНиПе. Произведя расчет веса всех используемых материалов следует произвести расчет их объема. Произведя умножение веса материалов на их объем Вы получите вес здания.
Чтобы произвести расчет веса всего дома Вам так же потребуется рассчитать снежную нагрузку. Для этого нужно знать площадь крыши. Умножая площадь крыши на данные из таблицы, расположенной ниже Вы определите снежную нагрузку на дом.
Расчет размера подошвы под монолитный или сборный фундамент
Размер подошвы под монолитный или сборный тип основания зависит от свойств почвы. Кроме того ширина подошвы зависит от общего веса будущего строения. На пучинистом грунте предпочтительнее строить заглубленное основание, размер которого 1,5-2,5 метра. Монолитный или сборный ленточный тип основания на непучинистом грунте делают мелкозаглубленным.
Расчет ленточного основания по ширине
Основной критерий для расчета ширины — это обеспечение допустимой нагрузки на грунт.
Ширина ленточного фундамента не зависит от того, какой тип фундамента Вы используете (монолитный или сборный). Ширина зависит от несущей способности почвы (чем она меньше, тем основание шире) и от ширины подошвы. Минимальная ширина основания под дом – 30 см.
После производится расчет нагрузки дома (монолитный или сборный фундамент + вес материалов дома).
После производится расчет общей длины ленты (расчетная нагрузка / на длину основания/на величину несущей способности грунта).
Определение высоты ленточного основания под дом
Расчет необходимого количества арматуры
Для расчета арматуры необходимых размеров нужно:
- Определить длину всех стен будущей конструкции;
- Полученную длину (в метрах) нужно умножить на количество стержней арматуры (актуально для многостержневого способа армирования);
- Так как стыковка арматуры осуществляется внахлест следует учитывать и запуск, который составляет примерно 30 диаметров арматуры.
Расчет раствора для ленточного основания под дом
Пропорции, необходимые ля заливки основания под дом указываются на упаковках цемента.
Нужное количество раствора для основания рассчитать можно по следующей формуле: Объем раствора = 2аб × (в + г), где а — ширина ленты основания, б — высота ленты основания, г — размер внешней стороны основания, д — размер внутренней стороны основания.
Вывод
Произвести примерный расчет основания можно и самому, но для этого Вам потребуется много времени и сил. В помощь строителям создано множество приложений и программ для , которые можно найти в Интернете. Все данные о весе и несущих способностях конструкций представлены в СНиПе.
Принимая решение выполнения работ по возведению дома своими руками, в первую очередь обращаем особое внимание на обустройство фундамента. В случае, когда за разработку проекта будущего строения берутся профессионалы, они учитывают все необходимые факторы: тип грунта, климатические условия, планируемую нагрузку и прочее. Особенно если дом планируется с подвалом. Но данная услуга доступна не всем, поэтому очень часто возникает вопрос, как правильно рассчитать базис дома.
Конечно, можно воспользоваться онлайн калькулятором в сети. Но большинство начинающих строителей принимаются за данную работу самостоятельно. Попробуем привести несколько важных советов, которые помогут правильно рассчитать фундамент для своего будущего дома. В первую очередь рекомендуем подробно изучить все показатели норм, указанных в СНиПах, строительного направления.
Почва
От правильного определения типа почвы зависит выбор фундамента Самым первым фактором, который следует тщательно изучить – это почва на участке, которая выбрана для постройки дома. От ее типа зависит многое:
- тип фундамента;
- глубина его залегания;
- выбор вида гидроизоляции;
- возможность обустройства подвала.
Для того чтобы правильно оценить почву, необходимо выкопать в нескольких местах ямы или пробурить скважины. Расстояния между ними должно быть не менее метра. Грунты на одном и том же участке могут быть различными, а, следовательно, свойства их отличаются.
Очень важно не ориентироваться на свойства грунта соседнего участка и игнорировать обследование своего.
Скважина пробуривается до глубины 2 метров. Такая глубина достаточна для того, чтобы получить представление, какой тип почвы преобладает.
Приведём характеристики самых распространённых типов грунтов и варианты решений относительно расчёта основания дома.
Каменистые и полукаменистые грунты имеют очень высокую несущую способность. Исходя из этого, можно выполнять работы по устройству фундамента любого типа, кроме свайного.
Особенности выбора
Если пучинистый грунт на поверхности, то его можно частично заменить на песок
Другие типы грунтов, песчаные, глинистые, торфяные, суглинки в той или иной мере обладают таким свойством, как пучинистость. Поэтому при выполнении работ по вне зависимости от того с подвалом или без, обращаем внимание на такие факторы:
- На какой глубине залегает пучинистый тип грунта. Если он располагается на поверхности и по всей глубине пробных скважин, то можно какую-то часть заменить, например, на песок и приступить к закладке ленточного основания. Или сразу обустраивать свайный фундамент.
- Изучить уровень залегания грунтовых вод. Чем выше они проходят, тем меньше типов фундаментов подходят для закладки. Если воды проходят на глубине одного метра, то лучше выбрать плитный фундамент. Об обустройстве подвала не может быть и речи.Если ниже, то можно остановиться на мелкозаглублённом ленточном основании.
- Уровень промерзания почвы. В случае, когда пучинистый грунт залегает на глубину промерзания почвы, то его следует заменить. В противном случае обустраивают заглублённое ленточное основание или фундамент с применением свай. В отдельных случаях можно выбрать мелкозаглублённый плитный фундамент.
При расчётах необходимо учитывать все три фактора одновременно.
Площадь подошвы основания
Одним из важных фактов расчёта фундамента является площадь его подошвы. Перед началом выполнения работ необходимо понимать, как правильно распределить нагрузку на грунт. Рассчитывается данная величина по специальной формуле, представленной ниже.
Площадь подошвы рассчитывается для того, чтобы основание с его несущей нагрузкой не продавливал грунт. Не учитывают показатели данной величины только при обустройстве плитного фундамента, так как здесь задействуется достаточная площадь для распределения нагрузки. Но в таком случае исключается устройство подвала.
Сопротивление грунтов
Показатели сопротивления нагрузке каждого типа грунта зависят от того, насколько глубоко находятся его залежи, а также от показателей его плотности и пористости. С увеличением глубины увеличивается и коэффициент сопротивления.
Поэтому, если планируется выполнение работ по закладке фундамента на глубину менее полутора метра, то сопротивление грунта необходимо рассчитать по формуле
R 0 – расчётное сопротивление, которое можно определить по таблице, приведённой ниже
H – показатель глубины закладки фундамента в соответствии с нулевым уровнем земли (см).
Также следует учитывать, что на сопротивление нагрузке влияет уровень влажности почвы. Поэтому не следует игнорировать уровень прохождение грунтовых вод.
Понятно, что при произведении самостоятельных расчётов придётся приложить немало усилий. Поэтому для облегчения работы можно использовать онлайн калькулятор. Подробнее о расчете сопротивления грунта смотрите в этом видео:
Общая нагрузка на грунт
Важное значение имеют показатели нагрузки на грунт будущего здания. В расчёты следует включить такие факторы:
- Общая нагрузка будущей конструкции, с учётом примерной нагрузки основания. Обращаем внимание, будет ли обустраиваться подвал. Для этого необходимо опираться на данные, представленные в таблице ниже.
- Суммарную нагрузку используемых элементов в быту, такие как камины, печи, мебель, люди и прочее.
- Сезонные нагрузки. Например, снежные покровы. Показатели для каждой климатической полосы различно. Так, для средней полосы – 100 кг/м 2 кровли, для южной – 50 кг/м 2 , для северной – 190 кг/м 2 .
Значение площади подошвы фундамента определяет показатели ширины траншеи для ленточного основания и площади опоры для столбчатого или свайного фундамента. Если возникают затруднения расчёта, рекомендуем обратиться к онлайн калькулятору.
Учимся на примере
Предлагаем рассмотреть процесс расчёта на определённом примере. Выполним вычисления для фундамента дома габаритами 6×8 м с обустройством одной несущей стены внутри и без устройства подвала. О том, как самостоятельно рассчитать фундамент, смотрите в этом видео:
Обращаем внимание, что это минимальный показатель, который обеспечит равномерное распределение нагрузки. Но, устраивая фундамент, учитываем ширину стены и другие показатели.
Итак, производя расчёты для фундамента, следует несколько раз перепроверить показатели. Насколько правильно выполнены вычисления, зависит надёжность и безопасность будущей конструкции. Также немаловажный фактор – это расчёт закупок материалов для выполнения работ по закладке фундамента.
Ленточный фундамент — пожалуй самый популярный вид фундамента, применяемый в малоэтажном строительстве. Связано это прежде всего с его универсальностью, так как на нём можно строить дом практически из любых материалов. Другой вопрос, что это не всегда экономически целесообразно, но об этом позже. Что представляет из себя данный вид фундамента, понятно из его названия. Это единая конструкция в виде ленты из определённого твёрдого строительного материала расположенная под всеми несущими стенами здания.
По конструктивному исполнению различают монолитные и сборные ленточные фундаменты. Монолитный — сделанный из монолитного железобетона, сборный — фундамент из блоков ФБС или из мелкоштучных материалов (кирпич, бутовый камень).
По глубине залегания ленточные фундаменты делят на заглубленные и мелкозаглубленные, о которых отдельно говорилось
В данной статье будет рассмотрен именно заглубленный монолитный ленточный фундамент.
Основные достоинства:
- высокая прочность и способность выдерживать значительный вес дома;
- большая надёжность и долговечность;
- возможность построить собственными силами;
- возможность соорудить цокольный этаж (подвал).
Недостатки:
- значительные трудовые затраты, в связи с большим объёмом земляных и бетонных работ;
- значительные материальные затраты на бетон и арматуру;
- скажем прямо, сомнительная перспектива сделать качественный фундамент без привлечения строительной техники (об этом ещё будем говорить).
Нельзя выбирать заглубленный ленточный фундамент при строительстве на органических, лессовых грунтах, на торфяниках, на жирных водонасыщенных (пусть даже сезонно) глинах, на мелких и пылеватых песках, особенно подверженных увлажнению.
Важно: Уровень грунтовых вод в идеале не должен подниматься ближе чем на 2 метра к подошве фундамента. В противном случае, возможность выбора данного типа фундамента (особенно при строительстве массивного кирпичного дома) лучше установить при проведении геолого-геодезических изысканий, т.к. она будет определяться именно составом грунтов и его однородностью на площадке. Возможно от данного типа фундамента придётся отказаться или нужно будет делать дренажную систему. Помните, что у ряда грунтов при увлажнении очень сильно изменяется несущая способность. Это может привести к печальным последствиям.
Основные ошибки при строительстве.
- необдуманный и не обоснованный никаким расчётом выбор основных геометрических параметров ленты фундамента, таких как его высота и ширина.
- заливка бетона непосредственно в выкопанную траншею, без принятия мер по его гидроизоляции и утеплению;
- ошибки при выполнении армирования фундамента и при закладке в ленту бытовых коммуникаций;
- другие ошибки связанные с технологией выполнения работ.
Теперь рассмотрим, как данных негативных факторов избежать.
Расчет ленточного фундамента.
При расчёте необходимо сравнить между собой суммарный вес всего дома и самого фундамента с несущей способностью грунта. Первое должно быть меньше второго, к тому же с определённым запасом. Сделать это можно в следующей последовательности:
I) Обследуем участок застройки. Вся информация по этому вопросу изложена
Основываясь на полученных данных принимаем глубину заложения фундамента на 30-50 см больше расчётной глубины промерзания. При этом Вы должны понимать, что отталкиваясь от расчётной глубины, придётся в первую же зиму соблюдать выбранный тепловой режим в доме. Проще говоря дом должен отапливаться. В противном случае, если дом будет стоять зиму холодным, в расчёт берётся нормативная глубина промерзания.
Ширину ленты фундамента первоначально принимаем равной 20 см. Это минимальное значение, которое в дальнейшем расчёте при необходимости будет увеличиваться.
II) Определяем вес дома , который будет действовать на несущий слой грунта.
Приближенный удельный вес отдельных конструктивных элементов дома приведён в следующей таблице:
Также учтите, что снеговая нагрузка при наклоне скатов более 60º принимается равной нулю.
III) Рассчитываем вес самого фундамента. Из проекта дома нам известна общая длина фундаментной ленты. Её высоту и ширину определили выше, в пункте I . Перемножаем эти значения, получаем объём ленты. Умножаем его на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³ и тем самым получаем вес фундамента.
Прибавляем эту цифру к весу дома (пункт II ) и получаем суммарную нагрузку на несущий грунт (Р, кг).
IV) Теперь рассчитываем минимально допустимое значение необходимой ширины подошвы фундамента B (см) по формуле:
B = 1,3×Р/(L×Rо) ,
где 1,3 — коэффициент запаса несущей способности;
Р — общий вес дома с фундаментом (пункт III), кг;
L — длина ленты (переведена в сантиметры), см;
Rо — сопротивление несущего грунта, кг/см². Значение его ориентировочно принимаем по таблице ниже:
Ещё раз отметим, что значения несущей способности в таблице приведены для грунтов нормальной влажности. При повышении уровня грунтовых вод до несущего слоя, значения Rо будут сильно меняться (например, у жирной глины может снизиться почти в 6 раз, а у мелкого песка — почти в 4).
V) Если полученное значение ширины ленты оказалось меньше выбранных в начале 20 см, то принимаем итоговую ширину равной именно 20 см. Меньше делать нельзя, т.к. не будет обеспечена прочность фундамента на сжатие.
Если же мы получили ширину превосходящую изначально выбранные 20 см более, чем на 5 см, то нужно повторить расчёт, начиная с III пункта, подставляя при определении массы фундамента уже новую ширину.
Такие повторные расчёты выполняются до тех пор, пока прирост ширины ленты не окажется менее 5 см. Для тех, кто немного запутался, приведём небольшой пример.
Пример упрощённого расчёта ленточного фундамента.
Определим минимально допустимую ширину основания заглубленного ленточного фундамента для 2-х этажного кирпичного дома (см. рис.) размером 10×8 метров с одной несущей перегородкой посередине длинной стороны. Высота стен 5 м, высота фронтонов 1,5 м. Толщина стен 380 мм (полтора кирпича), цокольное и межэтажное перекрытия из пустотных плит, кровля — металлочерепица. Несущий грунт — суглинок с расчётной глубиной промерзания 1,1 метра.
I) Исходя из глубины промерзания принимаем глубину заложения ленты раной 1,6 метра. Ширину ленты для начала берём равной 20 см.
II) Рассчитываем вес дома:
1. Суммарная площадь стен дома вместе с фронтонами и с внутренней несущей перегородкой (также сложенной в полтора кирпича) за вычетом оконных и дверных проёмов в нашем случае будет равна 212 м², а масса их 212 × 200 × 3 = 127 200 кг.
2. Общая площадь цокольного и межэтажного перекрытий 160 м², а масса их с учётом эксплуатационной нагрузки 160 × (350+210) = 89 600 кг.
3. Крыша в нашем примере имеет площадь около 185 м² . Масса её при кровле из металлочерепицы и снеговой нагрузке для средней полосы России будет равной 185 × (30 + 100) = 24 050 кг.
4. Суммируем полученные цифры и получаем 240 850 кг.
III) Вес самого фундамента высотой 1,6 м, общей длиной ленты 44 м и с предварительно принятой шириной 0,2 м будет равен 1,6 × 44 × 0,2 × 2500 = 35 200 кг.
Общий вес дома составит 276 050 кг.
IV) Приняв значение Rо для суглинка равным 3,5 кг/см² и переведя общую длину ленты фундамента в сантиметры, рассчитываем искомую ширину:
В = 1,3 × 276 050 / (4400 × 3,5) = 23,3 см
V) Мы видим что полученное значение не превышает принятые изначально 20 см более чем на 5 см. Поэтому расчёт на этом можно закончить и принять округлённо минимально возможную ширину подошвы фундамента 24 см.
Вывод: сделав ширину подошвы фундамента более 24 см, мы можем рассчитывать, что данный грунт выдержит дом по своей несущей способности.
Теперь в двух словах о том, что было бы если, несущая способность грунта равнялась, например, 2 кг/см². Тогда ширина ленты получилась бы равной 40,8 см. После этого мы возвращаемся к пункту III . Масса ленты становится равной уже 71 800 кг, следовательно общий вес дома 312 650 кг, а уточнённая ширина ленты В = 1,3 × 312 650 / (4400 × 2) = 46,2 см.
Мы видим, что расхождение с предыдущим значением в 40,8 см вновь составило больше 5 см, поэтому снова возвращаемся к пункту III , считаем массу фундамента, всего дома и ещё более уточнённую ширину ленты фундамента. Она, кстати говоря, в этот раз получится равной уже 47,6 см. Расхождение с предыдущим значением всего 1,4 см, поэтому расчет можно остановить и округлённо принять минимально возможную ширину подошвы фундамента 48 см.
Обратите внимание, что 48 см это именно ширина подошвы, а не всей ленты. Её можно заузить, вплоть до 20 см (зависит от толщины стены и конструкции перекрытий), а внизу лишь делается расширение (см. рисунки ниже). По такому же принципу делают сильнонагруженные сборные фундаменты из блоков ФБС. Сначала кладут широкие фундаментные подушки, а уже на них более узкие фундаментные блоки.
В начале статьи упоминалось, что на заглубленном ленточном фундаменте можно построить практически любой малоэтажный дом, но не всегда это целесообразно. Давайте посмотрим — почему? Возьмём для примера небольшой деревянный дом для которого рассчитывался фундамент в статье и попробуем посчитать для него ленту. Получится, что её минимально допустимая ширина составит всего лишь 7,1 см. А делать придётся минимум 20 см. Перерасход только одного бетона составит почти 200%, не говоря уже о всех сопутствующих материалах и работах. Очевидно, что столбчатый фундамент в данном случае будет более правильным выбором.
Таким образом, с расчётом мы более или менее разобрались, теперь непосредственно о самой технологии.
Этапы возведения заглубленного монолитного ленточного фундамента.
1) Что копать — траншеи или котлован?
Иногда ответить на этот вопрос очень просто. Например, если Вы собираетесь строить дом с подвалом, очевидно, что копать нужно котлован. Но если цокольный этаж не намечается, что тогда?
А тогда нужно учесть особенности Вашего проекта, Вашего участка застройки, возможности механизации работ и решить самостоятельно (ну или по совету более опытного знакомого строителя). На что нужно обратить внимание:
- Тип грунта на участке , особенно его сыпучесть — согласитесь, проблематично выкопать траншею с ровными, не осыпающимися от малейшего прикосновения стенками в сухом песчаном грунте. К тому же при большой глубине и работе в ручную — это просто становится не безопасным занятием.
- Толщина плодородного слоя — это особенно актуально, если Вы собираетесь делать полы по грунту. Плодородный слой нужно будет полностью снимать, т.к. он имеет свойство со временем уменьшаться в объёме из-за процессов перегнивания. А в связи с тем, что в некоторых регионах нашей страны этот слой очень толстый, рытьё котлована с последующей его засыпкой непучинистым материалом (песком) становится неизбежным.
- Необходимая ширина подошвы ленты — одно дело, если расчёт требует ширины в 20-30 см, другое, если в 50-60 см. Заливать всю ленту на такую ширину — довольно затратное мероприятие. Её можно сделать уже с расширением в основании, но для этого надо сооружать опалубку. Возиться с опалубкой в узкой глубокой траншее крайне неудобно, поэтому иногда действительно проще выкопать котлован.
2) Подготовка и разметка участка.
Перед началом строительства необходимо провести мероприятия по отводу поверхностных дождевых вод от пятна застройки. Не стоит заливать бетон в раскисший после дождя грунт, а от плохой погоды никто не застрахован. Учитывая рельеф прокопайте при необходимости небольшие водоотводящие траншейки.
Постарайтесь перед выемкой грунта заранее завести на площадку необходимые стройматериалы. Чем короче будет по времени цикл фундаментных работ (вплоть до сооружения отмостки), тем лучше.
О разметке участка подробно будет говориться в отдельной статье.
3) Дальнейший порядок работ зависит от того, собираемся ли мы заливать бетон непосредственно «в землю» или в опалубку.
При заливке в траншею необходимо:
- выровнять и зачистить дно траншеи;
- заложить утеплитель, если требуется утепление фундамента;
- застелить траншею слоем рулонной гидроизоляции;
- сделать бетонную подготовку — залить на дно траншеи не менее 5 см лёгкого бетона и дать ему затвердеть (это предотвращает повреждение слоя гидроизоляции арматурой и защищает её от коррозии вследствие контакта с грунтом);
- установить на схватившуюся бетонную подготовку арматурный каркас, проложить бытовые коммуникации;
- соорудить выравнивающую опалубку цоколя;
- произвести заливку бетона.
При заливке в опалубку последовательность другая:
- выровнять и зачистить дно траншеи или участок дна котлована под будущим фундаментом;
- смонтировать опалубку;
- сделать бетонную подготовку;
- установить арматурный каркас, проложить бытовые коммуникации;
- произвести заливку бетона;
- разобрать опалубку;
- сделать гидроизоляцию фундамента;
- сделать утепление фундамента;
- произвести обратную засыпку грунта.
В ближайшем времени каждому основному этапу возведения фундамента, такому как , , опалубка, армирование — будет посвящена отдельная подробная статья, т.к. все они требуют особого персонального внимания. А сейчас в завершении ещё несколько общих рекомендаций:
- тщательно выравнивайте и уплотняйте основание под лентой фундамента, особенно если это делается после работы экскаватора. Подошва должна быть ровной и строго горизонтальной. Если нет строительного нивелира, контролируйте гидравлическим уровнем (стоит копейки, продаётся в любом строительном магазине);
- для утепления используйте экструдированный пенополистирол (ЭППС) толщиной 50-100 мм. Пенопласт для этих целей не подойдёт. При закладке утеплителя в траншею, крепить его к боковым стенкам можно, например, пластмассовыми зонтиками (грибками) или просто кусками толстой проволоки, втыкая из в грунт сквозь ЭППС. Для временной фиксации до заливки бетона этого вполне хватит;
- при застилании траншеи гидроизоляцией, делайте достаточные нахлёсты (около 20 см). Лишний рулон много денег не сэкономит;
- при монтаже арматурного каркаса используйте вязальную проволоку, либо пластиковые хомутики. Сварка в данном случае не рекомендуется;
- опалубка должна быть крепкой и надёжной. Заглубленный ленточный фундамент довольно высокий и при заливке бетона она будет испытывать огромное давление. Случаи разрыва опалубки — не такая уж и редкость в строительстве, особенно когда бетон уплотняется хорошим промышленным вибратором;
- заливку ленты производите с миксера. Заглубленный ленточный фундамент — очень массивная конструкция, так в рассмотренном выше примере (фундамент под 2-х этажный дом шириной 24 см) объём бетонной смеси составит почти 17 м³. Залить их самостоятельно с обычной бетономешалки, чтобы не произошло недопустимого послойного затвердевания, просто нереально;
- при заливке желательно использовать вибратор для бетона, в крайнем случае, делайте штыкование заострённым куском арматуры. Также для лучшего удаления воздуха, можно стучать небольшой кувалдочкой по опалубке, если конечно Вы уверены в её прочности;
- снимать опалубку и делать гидроизоляцию можно примерно через 3-7 дней после заливки (зависит от погоды — чем жарче и суше, тем быстрее).
- обратную засыпку заглубленного ленточного фундамента можно производить родным ранее изъятым грунтом с послойным его уплотнением. Использование здесь крупного песка, как при сооружении мелкозаглубленного фундамента, уже не принципиально;
- старайтесь не затягивать с сооружением отмостки.
Пока на этом остановимся. Будем рады видеть Ваши вопросы и особенно Ваш личный опыт в комментариях.
Сооружение фундамента – первый момент строительства. От надежности и долговечности этого элемента зависит дальнейшая судьба дома. Поэтому важно произвести правильно расчет фундамента на основании существующих методик и в соответствии с нормативными документами.
Виды грунта
Расчет фундамента – неотъемлемая часть проекта дома: наличие надежного основания – залог надежности и долговечности строения. Выяснение характеристик грунта – обязательный этап для получения достоверного результата вычислений.
Виды грунта
Песчаные грунты
Фракции состоят из песка размером 0,1-2 мм. По этому признаку песчаные грунты подразделяют на гравелистый, крупный, средний, мелкий и пылеватый.
Песок с высокой плотностью обладает меньшей способности к сжатию. Он уплотняется с большой скоростью. Это объясняет тот факт, что усадка здания на нем через непродолжительное время останавливается.
Пылеватый грунт
Гравелистый, крупный и средний песчаные грунты характеризуются водопроницаемостью. Благодаря этому во время замерзания вспучивания не происходит.
Пылеватым считают грунт, фракции которого размером 0,05-0,005 мм. К этому виду причисляют пески, которые имеют в своем составе 15-50% частиц такой величины. Наличие пылеватости приводит к снижению несущей способности грунта.
Для строительства фундамента оптимальным является тот, у которого есть требуемая мощность и равномерная плотность при отсутствии подземных вод.
Скальный
Характеристика скального грунта – наличие жестких связей структуры. Он представляет сплошной массив или образовываеит трещиноватый слой. Такой грунт по своей природе бывает:
- магматическим;
- метаморфическим;
- осадочным сцементированным;
- искусственным.
Скальный грунт
Скальный грунт считается надежным для сооружения фундамента: он высокопрочен и не промерзает. При наличии пустот и трещин прочность снижается.
Суглинки и супеси
Этот грунт состоит из песка, глины и пылеватых частиц, причем 30% – глина и 3-10% – супесь. На технологические свойства влияет влажность. Глина в сухом состоянии способна нести высокие усилия. Параметры суглинка находятся в промежутке между песчаными и глинистыми грунтами.
Глинистые грунты
Состав его представлен чешуеобразными частицами, размер которых менее 0,005 мм. Структура глинистого грунта пронизана капиллярными каналами, а удельная поверхность соприкосновения частиц имеет большую величину. Это объясняет хорошие условия для проникновения влаги с образованием тончайшей пленки, которая обволакивает частицы грунта. За счет этого глина получает большой уровень вязкости. Присутствие влаги в капиллярах способствует росту объема при промерзании. Итак, вспучивание – негативное свойство глины.
Сооружение котлована, разметка
Степень сжатия глинистого грунта находится на высоком уровне, но осадка при нагрузках протекает с меньшей скоростью, чем у песка. Таким образом, глинистый грунт осаждается дольше других.
Влажность определяет несущую способность почвы. Разжиженная глина имеет наименьшую несущую способность, а сухая – надежное основание. Глина с прослойками песка склонна к разжижению, поэтому крайне ненадежна.
Грунты с органическими примесями
Разнообразные органические примеси в грунте – причина крайне неравномерного протекания процессов сжатия. Следовательно, примеси органического происхождения приводят грунт в состояние, непригодное для ведения стройки в случае использования в виде естественного основания.
Крупноблочные грунты
Крупноблочный грунт
Такой грунт состоит из осколков скальных пород, у которых нет связи друг с другом. Большее число осколков величиной более 2 мм. Сюда относятся: гравий, галька, щебень. В случае залегания осколочной породы слоем с достаточной плотностью и отсутствия воздействия воды, этот крупноблочный грунт станет надежным основанием для строительства.
Лесс
Лесс относят к категории глин. Это тонкозернистая порода с однородной пористостью и желтовато-палевым цветом. Основной компонент – пылеватые частицы. Структура характеризуется присутствием макропор: происходит глубокое проникновение влаги в грунт. Из-за этого водостойкость лесса на низком уровне, что приводит к размоканию. Осадка при этом протекает неравномерно и с высокой скоростью. В случае строительства дома на лессе важно опасаться влаги.
Насыпной
Такой грунт имеет искусственное происхождение. Технологические свойства не позволяют использовать в строительстве. Исключением может быть грунт, полученный в процессе перекачки в разжиженном состоянии.
Плывун
Плывун относится к разновидности супеси и иных мелкофракционных грунтов. В ходе разжижения возникает подвижность жидкостей, это приводит грунт в непригодность в отношении ведения строительства основания.
Общие принципы расчета ленточного фундамента
Определение глубины укладки
В основе расчета глубины закладки фундамента лежат характеристики грунта, показатель влажности и данные о глубине промерзания. На глубину укладки влияет наличие или отсутствие в проектируемом здании подвала.
При расчете строительства дома с маленькими размерами, у которого не предусматривается подвал, рекомендуется применение малозаглубленного ленточного фундамента. Такое решение сокращает смету на возведение фундамента в три раза. Допускается устройство такого типа фундамента в условиях пучинистых грунтов, при мелиорации и надежной теплоизоляции.
Определение глубины
Для расчета фундамента и строительства долговечного сооружения необходим грунт с требуемой несущей способностью и возможностью прохождения воды через него. Не всегда имеющийся грунт на строительной площадке соответствует требованиям. Для придания ему нужных характеристик организуется дренаж при помощи щебня, песка или гальки. Это приводит к устранению пучинистости, что положительно отражается на устойчивости сооружения. Значительное количество влаги приводит к подвижке грунта.
Существует утверждение, что создание фундамента глубиной свыше 2,5 м экономически нецелесообразно.
Указанная цифра относится к тем проектам домов, которые предусматривают обустройство подвального помещения. В случае, если из расчетов ленточного фундамента следует, что глубина должна превышать предельное значение, то рассмотрите другие возможные варианты конструкции фундамента.
При правильном вычислении глубины закладки фундамента ленточного типа, минимальная глубина составляет для:
- глинистого грунта – минимум 750 мм;
- песчаного и суглинка – минимум 450 мм;
- каменистого, скального или искусственного – до 450 мм.
Расчет площади подошвы фундамента
Величина ширины основания фундамента зависит от значения предельно допустимых усилий, воздействующих на грунт. При этом его материал не имеет значения, а основную роль играет вид грунта.
Подошва фундамента увеличивается пропорционально снижению несущей способности грунта. Ленточный фундамент не может быть сооружен менее 300 мм. Необходимо учитывать, что подошва способна выдерживать не более 70% от величины, характеризующей несущую способность грунта.
Нагрузка строения складывается из всех нагрузок, которые несет фундамент, включая ориентировочную массу мебели и бытовой техники. Полученная величина увеличивается на коэффициент запаса равный 1,3.
Значение мертвого веса дома определяется материалом постройки. При расчете нагрузки перекрытий, эту величину умножают на сумму площадей перекрытий в доме. Расчет нагрузки перекрытия чердака делают аналогичным образом. В соответствии с нормативами принимается величина веса мебели и оборудования. Полученные значения нагрузок складываются и увеличиваются на 30%.
Имея все исходные данные, производят расчет длины ленты фундамента. Ширину вычисляют в соответствии с формулой: расчетная нагрузка делится на протяженность фундамента, выраженную в сантиметрах, и несущую способность грунта.
Расчет высоты
Определяют расчетную высотыу фундамента двумя методами.
Наиболее простым является английский, суть которого такова: высота фундамента должна равняться его глубине. При использовании второй методики максимальная высота основания равна результату умножения ширины подошвы в четыре раза.
Пример расчета фундамента
Приведенный расчет справедлив в случае сооружений с небольшой площадью, например, хозяйственного назначения. Расчет построек значительных размеров более сложен по причине наличия множества погрешностей.
Важно правильно рассчитать фундамент
Принимаем, что фундамент представляет собой прямоугольник. При этом учтите, что исключается ситуация, при которой величина ширины фундамента уже стены строения.
Для расчета количества материала требуется определить общий объем отливки. В нашем случае отливка является прямоугольным параллелепипедом. Путем перемножения высоты, ширины и длины получается искомая величина.
После этого вычисляется внутренний объем по известной формуле. Из получившейся величины вычитается объем отливки, и результат будет равен внутренней части фундамента под материал. При расчетах следует понимать, что суммарная длина ленты включает в себя, кроме внешнего периметра, длину внутренних перегородок.
Ленточный фундамент подразумевает использование арматуры. Целесообразно определить потребность в ней заранее. Считаем, что используется прут диаметром 12 мм. Причем два будут располагаться в горизонтальной плоскости на протяжении общего периметра. С интервалом полметра установим по одному пруту.
Величину периметра необходимо умножить на число стержней горизонтально расположенной арматуры. После этого длина периметра умножается на число вертикальных прутов. К полученному значению добавляют число стержней в соответствии с количеством углов. Полученное число прутков арматуры умножается на высоту основания.
Опалубка рассчитывается следующим образом. Вычисляется величина, соответствующая боковой поверхности путем умножения периметра на высоту отливки. Это значение умножают в два раза, подразумевая наличие запаса.
