Во многих случаях для возведения строений используют столбчатые фундаменты. Особенно, если строительная площадка размещена на проблемных грунтах, а само здание имеет не очень большую нагрузку.
Основание такого типа обойдётся дешевле, чем закладка ленточного фундамента. А если к обустройству основания подойти со всей серьёзностью и правильно выполнить расчет столбчатого фундамента, то получим довольно-таки прочную конструкцию под дом. Именно об этом и пойдёт речь в данной статье. Попробуем разобраться, с чего начитать и какие величины необходимо рассчитывать.
Нюансы столбчатого основания
Столбы подойдут для легкой постройки Первоначально разберёмся, какие существуют отличия столбчатого основания от ленточного:
- чаще всего использовать для зданий, которые возводятся из облегчённого строительного материала и не имеют больших габаритов. Примером может служить дом из бруса без обустройства подвала;
- состоит из нескольких опор, размещённых в тех местах, в которых предполагается наибольшая нагрузка.
Устройство сборного основания Различают столбчатый фундамент двух видов:
- Монолит. Он обустраивается в виде столбов с обеспечением армирующих элементов залитых бетоном.
- Сборный. Закладывается из отдельных столбов, которые впоследствии соединяются ростверком. Материалом для его установки являются металлические элементы, которые скрепляются между собой посредством сварки. Такой фундамент имеет слабые места, особенно в точках соединения.
По уровню заглубления столбчатые основания можно подразделить на заглублённые и мелкозаглублённые. Заглублённый обустраивается ниже уровня промерзания грунта, а мелкозаглублённый на глубину не более 7 см.
Для каждого из видов необходимо производить свои расчёты, учитывая факторы различного направления.
Первоначальные данные
Перед началом расчётов необходимо подготовить некоторые данные, которые используются при выполнении процесса:
- уровень прохождения грунтовых вод. Необходимо обращать внимание на тот факт, как изменяется этот показатель от времени года;
- насколько грунт промерзает в зимнее время года;
- тип грунта;
- предполагаемая нагрузка от массы дома и всего, что будет наполнять его;
- непосредственно вес самого основания;
- сезонные нагрузки, ветровые и снежные.
Расчёт нагрузки
Немаловажным фактором для обеспечения прочности базиса является проведение правильного расчёта нагрузки на столбчатый фундамент. Начинать следует с определения типа материала для возведения будущего строения. Таким способом, можно определить вес конструкции.
Размеры ростверка определаются после расчета нагрузки После того, когда общая нагрузка определена, устанавливают размеры ростверка, функция которого состоит в равномерном распределении веса на все столбы.
Также он поможет распределить изменения в почве, которые возникают при замерзании грунта.
Объем обвязки и ее массу необходимо распределять при условии, что средний удельный вес железобетона равен 2400 кг/м 3 .
После того, как определена данная величина, остаётся разобраться с типом почвы и необходимым количеством столбов.
Тип почвы
Изучая почву, пробурите отверстие ниже глубины промерзания Столбчатый фундамент и его расчет определаются по геологическим условиям. При выполнении частных строительных работ определение типа грунта в лабораторных условиях не производятся. Чаще всего это определяется подручными средствами.
Для этого необходимо подготовить отверстие, которое будет обустроено на глубину ниже уровня промерзания грунта. Для каждого региона данные показатели отличаются. Это значение можно узнать из справочных материалов. К примеру, если уровень промерзания грунта около 1 м, то отверстие обустраивается глубиной 1,3 м. Затем отбираем образцы почвы и скатываем её в небольшой шарик.
Глинистые почвы легко формируются в комок и пачкают руку - Если шарик сформировать не получается, то на участке преобладает песчаный тип грунта. По фракции крупинок определяем сопротивление почвы: для мелкого – 2, для среднего – 3, для крупного – 4,5.
- Если шарик сформировался, а при малейшем надавливании рассыпается, то тип почвы – супесь. Его сопротивление равно 3.
- Если при надавливании шарик превращается в лепёшку, причём на краях не образуются трещины, то имеем глинистую почву. В этом случае степень сопротивления варьируется от 3 до 6.
- При раздавливании шарика в лепёшку на краях образуются трещинки, то тип почвы – суглинок. Показатели сопротивления 2 – 4.
Следует помнить, что значение сопротивления грунта зависит от её уровня влажности и пористости. Правильно определиться с данным значением помогут данные, представленные в таблице:
Обращаем внимание на то, что данные значения подходят только для .
Если же планируется обустройство мелкозаглублённого основания, то сопротивление следует рассчитывать по такой формуле: R=0,005хR0(100+h/3), где R 0 -табличная величина, h – планируемая глубина закладки опор в сантиметрах.
Рассчитываем число опор
Число опор напрямую зависит от того, какая будет площадь её основания. Приведём пример, как рассчитать количество столбов в случае обустройства бурозабивных свай с диаметральным сечением 300 мм, с последующим обустройством башмака габаритами в 50 см. Используем формулу вычисления площади круга S=3,14*r 2 . Подставив все значения, получим площадь равную 1960 см 2 . Подробнее о расчете столбов основания смотрите в этом видео:
Предполагаемую нагрузку берём равную 100 т (F), сопротивление почвы – 4 (R). Воспользовавшись формулой R=F/(S*n) и поставив все известные значения, получим уравнение, решив которое, получим значение n (количество свай). В данном примере, получаем 13 опор.
К нагрузке дома прибавляйте вес самой опоры Не забываем, что сами опоры также имеют определённый вес, поэтому их также учитываем в общей нагрузке. Для этого производим дополнительные вычисления. Например, если длина столба равна 2 м, то объём опоры вычисляем умножением площади основания на длину столба. В итоге получаем значение – 0,14 м 3 . Умножаем данное число на объёмный вес железобетона 2400 кг/м 3 и определяем вес одной опоры, приблизительно 340 кг. А вес 13 таких опор бет равным около 4,5 т.
Прибавив вес опор в общую нагрузку и произведя повторные, более точные вычисления, получаем, что необходимо закладывать 14 опор.
В принципе, представленные вычисления не так уж и сложны, и выполнить их самостоятельно вполне реально. Для облегчения выполнения расчета свайного фундамента можно воспользоваться онлайн калькулятором. В данном случае просто вводятся исходные данные, а затем используем полученные результаты.
Укажите необходимый масштаб чертежей.
Выберите один из предложенных 4 вариантов тип фундамента. Тип 1, 2 с круглым основанием рационально использовать при наличии бура. Тип 3-4, если ямы под основания будут выкапываться при помощи лопаты. Выбор сечения столба зависит от того какие материалы для опалубки планируется применить, если доска – прямоугольное, а если пластиковые трубы или свернутый в трубочку рубероид – круглое.
Впишите габариты столбов в миллиметрах:
A – Высота основания зависит от веса дома и характера почвы на стройплощадке. Значение параметра A принимается не менее 300 мм.
H – Высота столба – это расстояние от верхней плоскости основания до ростверка, зависит от глубины закладки фундамента и от уровня поднятия над почвой. Заглубленные свайные фундаменты применяют для пучинистых грунтов – глин, суглинков, столбы погружают ниже уровня промерзания почвы (600-1800 мм). Мелкозаглубленные используют для слабопучинистых грунтов – глубина закладки до 600 мм. Обратите внимание, ростверк следует приподнять от земли (для избежания деформации конструкции через сезонное движение грунта) минимум на 50 мм, если стройка ведется на песчаном грунте и не меньше 150 мм при подвижной, пучинистой почве.
Величины B и B1 это характеристики сечения столба. Для легких построек значения B принимают от 100 до 250 мм, а B1 250-400 мм, для домов большего веса (бревенчатых например). Значения сечения столба заметно влияют на расход бетона, поэтому целесообразно принимать наименьшие допустимые поперечные размеры столбов с учетом действующих нагрузок и особенностей грунта на Вашем участке.
Для круглого сечения столба (тип 1, 3) введите равные значения для B и B1 (часто принимаются в пределах 200-250 мм).
D – ширина основания выбирается в пределах 300-600 мм.
D1 – длина основания может быть от 100 до 600 мм.
Если Вы выбрали тип фундамента 1 или 2, т.е. сечение основы круглое, введите одинаковые значения D и D1 равные диаметру основы.
Прутьев арматуры в столбах ARM1 – это количество вертикальных армирующих прутьев, его принимают с учетом действующих нагрузок (от 1 до 10, оптимально 3-5) с учетом рекомендаций СП 63.13330.2012.
Впишите размеры фундамента в миллиметрах:
X – Фундамент в ширину.
Y – Фундамент в длину.
Значения X и Y выбираются в зависимости от назначения постройки и особенностей Вашего архитектурного проекта.
X1 – Укажите количество столбов приходящихся на ширину дома.
Y1 – Введите, сколько столбов планируется расположить по длине сооружения.
Следует подбирать такое количество столбов, чтобы расстояние между ними было не более 2000-2500 мм (оптимально 1500 мм).
S – отметьте «Располагать столбы под всем домом» для создания дополнительных опор (необходимо для обустройства большего количества несущих стен). Если не отмечать этот пункт, то столбы будут расположены только по периметру фундамента.
Для равномерного распределения нагрузок и связки опор столбчатого фундамента в единую конструкцию, между ними делают монолитный ростверк.
Впишите размеры ростверка в миллиметрах:
E – Ростверк в ширину.
F – Высота ростверка.
Согласно СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» (Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85) ширина ростверка зависит от числа опор в поперечном сечении и от ширины несущей стены. Значение свеса ростверка от грани опорных столбов принимается с учетом допускаемых отклонений свай. Высоту ростверка определяют расчетом в соответствии со СП 63.13330. Размеры ширины ростверка принимаются кратными 300 мм, а по высоте - 150 мм.
Сколько рядов арматуры ARM2 – введите количество горизонтальных армирующих рядов, для ростверка. Рекомендуется принять во внимание СП 63.13330.2012. Возможности калькулятора позволяют рассчитать до 10 рядов арматуры (оптимально 3-5).
Вес арматуры:
Вес 1 м.п. арматуры зависит от ее диаметра. Примерный вес одного метра популярных диаметров для укрепления столбов железной арматуры приведен в таблице.
| Диаметр
арматуры, мм |
Вес 1 погонного метра арматуры, кг |
| 6 | 0,222 |
| 8 | 0,395 |
| 10 | 0,617 |
| 12 | 0,888 |
| 14 | 1,21 |
| 16 | 1,58 |
| 18 | 2 |
| 20 | 2,47 |
Параметры состава бетона:
Масса мешка, кг – здесь введите, сколько весит 1 мешок цемента в килограммах.
Состав бетона по массе. Ориентировочное соотношение компонентов для бетонной смеси – на 1 часть цемента берется 2-3 части песка, щебень – 4-5 частей, вода — 1/2 части (смесь должна быть пластичной и не слишком жидкой). Однако в зависимости от требуемой марки бетона, используемой марки цемента, характеристик песка, щебня, использование пластификаторов или добавок пропорции могут меняться. Типовые нормы расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных, железобетонных изделий и конструкций, в том числе фундамента, регламентированы СНиП 5.01.23-83. Для столбчатого фундамента следует приобрести цемент марки не ниже М-400.
Впишите цены на строительные материалы : цемент (за мешок), песок, щебень и арматуру (за 1 тонну).
Данный строительный онлайн калькулятор столбчатого фундамента поможет посчитать:
- объем верхней части столба, основания и общий объем столба для столбчатого фундамента;
- необходимое количество бетона для заливки опорных столбов и ростверка;
- расстояние между столбами по горизонтали и вертикали, будет сделан расчет количества необходимых фундаментных столбов;
- нужное количество бетона, мешков цемента, тонн песка и щебня для свайного фундамента и стоимость этих составляющих бетона для заливки;
- программа также сделает расчет длины арматуры для армирования столбчатого фундамента, ростверка, сумму арматуры во всех столбах, общую длину и вес арматуры, что позволит приобрести необходимое количество армирующего проката и не переплачивать за излишки.
Итоговая сумма для приобретения расходных материалов для столбчатого фундамента даст представление об уровне материальных инвестиций в основу Вашего дома и позволит принять обдуманное решение о целесообразности именно такого типа фундамента. Также Вы можете просчитать другие варианты фундаментов, воспользовавшись нашими калькуляторами и выбрать оптимальное решение. Обратите внимание для сооружения качественного, долговечного столбчатого фундамента необходимо выяснить уровень грунтовых вод в Вашей местности, глубину промерзания, структуру грунта и учесть эти данные на этапе проектировки. Для этого рекомендуется обратиться к специалисту и произвести точный расчет столбчатого фундамента под колонну, что позволит сэкономить строительные материалы и финансовые средства.
Выберите тип фундаментного столба
Это могут быть столбы с круглым или прямоугольным основанием. И с круглой или прямоугольной основной частью.
Укажите размеры в миллиметрах
B
- Ширина или диаметр.
H
- Высота основной части.
A
- Высота основания столба. Если свая без основания, то не указывайте этот размер.
D
- Ширина или диаметр основания.
D1
- Длина для прямоугольного основания.
B1
- Ширина для прямоугольного столба.
При круглых сечениях эти размеры в расчете не участвуют.
Габариты столбчатого фундамента
X
- Ширина фундамента.
Y
- Длина фундамента.
X1
- Количество столбов по ширине, включая столбы по углам.
Y1
- Количество столбов по длине, включая столбы по углам.
S - Если отмечено, то будут рассчитываться столбы, расположенные равномерно под всем домом. Если нет, то столбы только по периметру фундамента.
Габариты ростверка
E
- Ширина ростверка.
F
- Высота ростверка.
Если расчет монолитного ростверка не требуется, то не указывайте эти размеры.
Арматура
ARM1
- Количество прутьев арматуры в одном столбе.
ARM2
- Количество рядов арматуры в ленте ростверка.
ARMD
- Диаметр арматуры. Указывается всегда в миллиметрах.
Если армирования не требуется, то установите значения в 0.
Укажите количество цемента для изготовления одного кубического метра бетона. В килограммах.
Укажите пропорции для изготовления бетона, по весу.
Эти данные различны в каждом конкретном случае.
Они зависят от марки цемента, размеров щебня и технологии строительства.
Уточняйте их у поставщиков строительных материалов.
Для расчета ориентировочной стоимости строительных материалов укажите их цены.
В результате программа автоматически вычислит:
Расстояние между фундаментными столбами и их количество.
Объем бетона для одного столба, отдельно для верхней и нижней части.
Количество бетона для ростверка.
Длину и вес необходимого количества арматуры.
Стоимость строительных материалов для устройства монолитного столбчатого или свайного фундамента с ростверком.
Чертежи дадут общее представление и помогут в проектировании свайных фундаментов.
Для бань и домов без подвалов, домов с легкими стенами и домов из кирпича, где применять ленточный фундамент не экономично, часто применяется столбчатый фундамент. Его расчет дело трудоемкое, но с нашей программой подсчеты не отнимут у вас много времени. Все, что вам нужно, это заполнить согласно инструкции соответствующие поля, и вы получите сведения о необходимых для строительства материалах, узнаете их количество и общую стоимость.
Краткая характеристика
Столбчатый фундамент имеет вид столбов, которые объединены при помощи ростверка. Столбы эти располагаются по углам будущего строения, а так же на местах пересечения стен, под несущими или просто тяжелыми стенами, балками и ответственными конструкциями. В тех местах, где нагрузка особенно велика. Ростверк служит для усиления столбчатого фундамента, и имеет вид армированной перемычки между столбами.Где не стоит применять столбчатый фундамент
Применять столбчатый фундамент не рекомендуется там, где находятся подвижные или слабые грунты, такие как торф или насыщенные водой глинистые грунты. Не стоит применять фундамент этого типа и в зонах, где наблюдается резкий перепад высот.Преимущества
Столбчатый фундамент имеет ряд достоинств, делающих его оптимальным решением при строительстве частного дома. Он дешевле, чем ленточный или плитный фундамент, экономичнее по расходу строительных материалов и затратам на его возведение, дает меньшую усадку и позволяет сократить общую площадь фундамента. Такой фундамент эффективно противостоит разрушительному воздействию морозного пучения грунта.Материалы
В зависимости от массы и этажности дома следует подбирать и материалы для изготовления фундамента. Это камень, кирпич, бетон и железобетон. Согласно типу материала подбирается и минимальный размер сечения столбов. Так, для бетонных столбов размер сечения не должен быть меньше 400 мм, для каменной кладки не меньше 600 мм, для кирпичной кладки 380 мм, если она выше уровня земли, и от 250 мм, если использована технология перевязки с забиркой.Строительство фундамента
Прежде чем приступать к строительству, необходимо выяснить глубину промерзания почвы, вид и состав грунта, чтобы при необходимости устроить его замену, и уровень расположения грунтовых вод для выявления необходимости в дренаже и гидроизоляции. Строительство столбчатого фундамента протекает в 9 последовательных этапов.1. Подготовительные работы, представляющие собой очистку строительной площадки.
2. Разметка фундамента, когда земельный участок размечается согласно проекту.
3. Рытье ям.
4. Установка опалубки для столбов.
5. Установка арматуры.
6. Заливка столбов.
7. Изготовление ростверка.
8. Постройка так называемой забирки или заграждающей стенки между столбами.
9. Меры по гидроизоляции фундамента.
Важные моменты
Если дом возводится на пучинистых грунтах, то нельзя откладывать начатое строительство. Если оставить пустующий фундамент на зиму, он может деформироваться.Только что залитые опоры из бетона должны отстояться в течение 30 дней. В этот период нагружать их не рекомендуется.
Для изготовления бетона оптимально подойдет цемент марки М400, а в качестве наполнителя мелкий гравий и крупнозернистый песок.
Инструкция
Цель расчета - вычислить, какой величины груз будет действовать на столбы и узнать суммарную площадь опор. Общая нагрузка - это вес всего здания со всем находящимся внутри него: мебелью, бытовой техникой, жильцами. Точный вес найти довольно сложно, но это и не требуется. Достаточно вычислить приблизительную цифру, так как в расчет опорной площади закладывается коэффициент дополнительной, непредвиденной нагрузки.
Основной показатель, от которого зависят остальные выводы - это несущая способность грунта. Чем он ниже, тем большей площади должна быть основа для дома. Несущая способность грунта, в свою очередь, зависит от следующих характеристик:
- тип почвы на строительной площадке;
- степень ее плотности;
- насыщенность влагой;
Столбчатый фундамент обойдется в 1,5-2 раза дешевле монолитной ленты. Это же можно отнести к трудозатратам и расходу материалов. Опоры выставляются по всем угловым точкам и между ними на расстоянии 1,5-2,5 м друг от друга. Для устойчивости фундамента поверх столбов возводится обвязка. Большое значение для выбора сечения опоры имеет материал, из которого она изготовлена.
Для бетонных или бутобетонных столбов достаточно 40 см толщины, для каменных - 60 см, для кирпичных - 35-38 см. Такой вид столбчатого фундамента, как свайный забивной, в частном строительстве используется редко, в основном опоры либо изготавливаются самостоятельно, либо покупаются за заводах. Самодельные столбы усиливаются арматурными прутками сечением 10 мм. Опоры могут быть как прямоугольной формы, так и с уширением.
Расчет допустимого сечения столба - прерогатива специальных программ, так как в них закладывается большое количество коэффициентов. Это сопротивляемость грунта, боковое давление на опору, коэффициент максимального напряжения в почве под подошвой фундамента, максимальная ордината давления опоры и много других. Для частного застройщика проще выбрать для себя тип столба, который он будет устанавливать, и произвести расчет количества опор, которые смогут максимально эффективно выдерживать вес здания.
Допустим, выбраны параметры опоры: сечение 40/40 с уширением 80 см. Сначала требуется высчитать общую нагрузку, которая будет действовать на грунт (вес здания и всего, в нем находящегося) - М. Нагрузка на опоры должна превосходить вес здания на 1,5. Поэтому М*1,5. К этим данным следует прибавить вес одного столба. Таким образом, получим цифру, означающую нагрузку фундамента (вместе с постройкой) на грунт. Далее, высчитывается несущая способность одной опоры исходя из заданных параметров: сечение 40/40. Этот показатель определяется исходя из коэффициентов несущей способности грунта на строительной площадке. Для того, чтобы его найти, следует определиться с типом почвы.
Далее, высчитывается опорная поверхность одного столба: 80*80=6400 см2. После чего обращаем внимание на найденный ранее показатель несущей способности грунта. Если он соответствует 1,5, то расчет таков: 6400см"1,5=9600 см2. так находим предельную нагрузку основания на грунт. Эта величина должна быть больше ранее найденной цифры суммарной нагрузки. Осталось разделить эту цифру на найденный показатель несущей способности одной опоры и получить расчет точного количества требуемых к установке столбов.
При строительстве используется несколько видов фундамента: ленточный, свайный, винтовой, плавающий, плитный, столбчатый. Каждый такой вид имеет свои особенности при строительстве.
Столбчатый фундамент требует гораздо меньших затрат, чем установка ленточного или плитного.
Расчет столбчатого фундамента, одного из надежных и экономичных, должен учитывать многие факторы: вид грунта, тип и размер здания, рельеф.
Возможность установки столбчатого основания
Столбчатый фундамент состоит из бетонных и железобетонных столбов, колонн, которые расположены по углам строящегося здания, в пересечениях стен, несущих простенок, балок и других средоточий нагрузок в строящемся здании.
Существуют неблагоприятные условия, при которых выполнение столбчатого фундамента нецелесообразно. К таким причинам относятся:
- грунты с высокой степенью горизонтальной подвижности;
- грунты, склонные к просадке, с малым значением несущего коэффициента: глинистые, водянистые, торф и т.д.;
- большой перепад высот — свыше 2 м;
- возводимые стены здания шириной больше полуметра, массивные стеновые панели из железобетонных блоков.
Вернуться к оглавлению
Материалы под основания зданий
Схема столбчатых фундаментов из разных материалов.
Для каменного столбчатого основания подходит бутовый камень c сечением 0,6 м или плиты среднего размера, более плоские.
Часто для экономии времени при строительстве используются сверхпрочные железобетонные монолиты, сборные блоки из бетона или железобетона. Бетонные или бутобетонные столбы имеют сечение в пределах 0,4 м.
Расстояния между монолитными столбами обычно бывает от 1,5 до 2,5 м, однако иногда допускается и большее расстояние. В качестве ростверка чаще делается армированная перемычка.
Для основных и второстепенных помещений следует избегать конструктивных соединений. Пристройки (веранды, террасы, крыльцо) по своему весу более легкие, степень осадки разная, поэтому возникает необходимость отдельно рассчитать опору под эти помещения.
Соединение опор пристроек и основного здания происходит с помощью деформационного шва. В случаях превышения стандартных расстояний (2,5-3 м) столбов друг от друга ростверк (монолитная или сборная железобетонная балка, швеллер, профиль, двутавр) должен быть мощнее, чтобы держать всю весовую нагрузку.
Кирпичное фундаментное сооружение состоит из хорошо обожженного кирпича-железняка. Одним из вариантов устройства опоры под здание могут быть трубы из асбестоцемента или металла, которые после установки заливаются бетонной смесью.
Вернуться к оглавлению
Расчет размера опоры здания
Закладываемый бетонный столбчатый фундамент наиболее экономичен и эффективен, составляет 15-18% общей стоимости здания, в то время как закладывание других оснований может доходить до трети всей стоимости строительства.
Состав и вид грунта в начале строительства обязательно должен быть исследован, тщательный расчет при этом позволит уменьшить осадку всей строительной системы при сохранении степени давления на все имеющиеся столбы.
Необходимо проводить также расчет глубины промерзания почвы, чтобы обезопасить здание от деформации фундамента, для этого столбы закладываются ниже этой глубины промерзания.
При строительстве малоэтажных домов самыми опасными являются возникающие силы морозного пучения, которые действуют на фундамент.
При пучинистых грунтах в домах без подвалов чаще проводится расчет на малое заглубление 0,5-0,7 нормативной величины промерзания, бетонный столб необходимо заглублять на 70 см при глубине промерзания 140 см (140х0,5=70).
Схема столбчатого фундамента на разных грунтах.
Уменьшать воздействия сил морозного пучения возможно покрытием всей поверхности опоры специальными материалами: битумная или пластическая мастики, эпоксидные смолы и т.д., или утепляя поверхностный слой грунта вокруг опорных столбиков.
При возведении , камня, монолитного бетона, мелких блоков необходимо делать сужения кверху, что позволит экономить материал и в то же время равномерно распределять нагрузку от стен здания.
Строительство на пучинистых грунтах должно проходить в один год, фундамент, оставленный на зимнее время без стен, перекрытий, крыши, может деформироваться.
При закладке столбчатой опоры необходимо обязательно произвести расчет, учитывая подъем грунтовых вод. При расположении водоемов вблизи строительства необходимо устанавливать дренаж или гидроизоляцию.
Давление этих колон на грунт меньше на 20-25%, чем у сплошных ленточных оснований, что уменьшает общую площадь этой опоры, соответственно, и стоимость.
Вернуться к оглавлению
Проектирование и расчет необходимой опоры
При необходимо определить всю нагрузку возводимого сооружения, которая будет действовать на грунт под . Сюда входят:
- вся нагрузка от самого сооружения, в который входит вес кровли, стен, перекрытий;
- нагрузка от объектов, предметов, которые будут находиться в помещении (мебель, камины, люди);
- сезонные снежные нагрузки (северная полоса — 190 кг/м², средняя полоса — 100 кг/м², южная — 50 кг/м²).
Для определения объема бетона, количества опор необходимы следующие данные: диаметр, высота столбиков.
Для заливки бетона круглых столбов необходимо рассчитать поперечную площадь по формуле S=3,14хR2, где S — площадь поперечного сечения, R — радиус. Если диаметр столба 30 см с расширением внизу до 50 см, то поперечная площадь составит 3,14х(15)2=706,5 см³. Объем 2-метрового столба при таком сечении — 706,5х2= 1413 м³. Площадь опоры определяется по формуле Sj=3,14хD2/4. В данном случае эта площадь равна 3,14х50х50/4=1962,5 см².
Подошва столбчатого фундамента необходима для того, чтобы грунт под нагрузкой не продавливался. Расчет подошвы фундамента производится по следующей формуле:
Sp>y1F/y2R, где
Sp — площадь подошвы (см²);
Y1 — коэффициент надежности (=1,2);
Y2 — коэффициент условий, зависит от грунта и жесткости конструкции здания (1,0 — глина, каменные стены здания; 1,1 — глина, деревянные и каркасные стены; 1,2 — глина, пески маловлажные, короткие стены с соотношением длины к высоте<1,5; 1,2 — песок крупный, жесткие длинные строения; 1,3 — мелкий песок, любое сооружение; 1,4 — песок крупный, длинные сооружения)
R — расчетное условное грунтовое сопротивление, в кг/см² на глубину 1,5-2 м (гравий 4-5; щебень 4,5-6; пески 1,5-4,5; супесь 2-4; суглинок 1-4; глина 1-9)
Предположим, здание имеет F = 100 000 кг, грунт — мелкий песок, R = 4. В этом случае:
Sp = 1,2х100 000/1,3х4 = 23076,9 см.
Определить количество свай можно по следующей формуле:
N= F/RхS, где
N — количество столбов, шт.;
R — грунтовое сопротивление, кг/см²;
Sp — площадь подошвы, см².
N=1,2х100000/4х1962,5=15,3 шт.
Средний объемный вес железобетона 2400 кг/м³, следовательно, вес одной железобетонной колонны составит 0,1413 м³х2400=339 кг. Значит, масса 15 опор составит 5085 кг.
Проверочный расчет. R=1,2х105085/1962,5х15=4,28. При строительстве данного сооружения надежна с 15 опорами.
Размер сечения кирпичных опор наиболее часто применяется 380х380 мм. Ширина подошвы из щебня, камня имеет следующие размеры: 500х500 мм. Высота кирпичного столба в зависимости от грунта от 1,5 до 2 м, для этого применяется полнотелый красный кирпич М-150, М-200 весом 3,3 кг. В одном м³ содержится 513 кирпичей.
При F = 100 000 кг, мелком песке, R = 4, сечении опоры 380х380 мм, высоте опоры 2м расчет будет следующий:
Объем одной колонны 0,38х0,38х2=0,29 м³ (149 кирпичей), ее вес — 149х3,3= 491,7 кг.
Количество кирпичных столбов для данного строительства следующее:
N=1,2х100000/4х(38х38)=21 шт.
Масса всех колонн составит 21х491,7=10321,7 кг.
Проверочный расчет. R=1,2х110321,7/1444х21=4,36. Сооружение с 21 столбом надежно.
