Дерево

Расчет ленточных фундаментов

Мало кто знает, что именно на фундамент приходится до одной пятой всех затрат на строительство дома.

Расчет прочности фундамента

Ввиду повышающейся стоимости стройматериалов и строительных услуг многие будущие владельцы домов хотят как-то сократить такие расходы. И совершенно напрасно, ведь именно качественный фундамент гарантирует долговечность  и прочность построек. Работники компаний, закладывающие фундамент в Белгороде, расскажут, как правильно определить прочность фундамента и сделать его максимально прочным.

Не экономьте на фундаменте

Прежде всего, специалисты предостерегают: напрасное стремление сэкономить на постройке дома может привести в конечном итоге к тому, что дом будет давать усадку и трещины. Этого нельзя ни в коем случае допускать. Последующее исправление ошибок такого недобросовестного строительства  повлечет за собой затраты, существенно превышающие первоначальные.

Не нужно также делать и фундамент повышенной прочности. Если сделать большую прочность опоры, то дом будет качаться.

Правильный проект — залог надежности!

Необходимо правильно спроектировать фундамент. Нужно при этом учитывать все возможные нагрузки, которые будет испытывать основа дома. Для каждого дома количество таких нагрузок будет существенно различаться. При проектировании фундамента надо учитывать так называемую силу морозного пучения. Такая сила в результате замерзания воды в грунте выталкивает фундамент. Причем такое выталкивание будет происходить неравномерно.

При расчете фундамента крайне необходимо учитывать несущую способность грунта. Он также имеет свойство неравномерно проседать, размываться поверхностными водами. Поэтому при неправильных подсчетах фундамент может перекашиваться, и в нем могут появляться трещины.

Факторы, учитываемые при расчете фундамента

Чтобы правильно спроектировать фундамент (а это необходимо для постройки любых зданий, в том числе и тех, где будут размещаться студии танцев) необходимо произвести такие грамотные расчеты:

  1. Проектируемый вес здания.
  2. Конструктивный материал, из которого будут изготовлены стены.
  3. Получить точные данные об участке, где будет находиться постройка. Для этого производят геологическое и геодезическое исследование. Определяется тип почвы, уровень грунтовых вод, их характер и объем, максимальная глубина, на которую может промерзать почва в данной местности.
  4. Определяется тип, глубина фундамента, а также его сечение. Сечение фундамента во многом зависит от конструкции здания.
  5. Нужно также тщательно подумать о гидроизоляции фундамента дома.

Для правильных расчетов по фундаменту можно воспользоваться услугами геодезиста.

После принятия решения о строительстве дома на участке самым сложным было определение, из чего же его возводить. Наиболее подходящим материалом считался и посему рассматривался в первую очередь пеногазосиликатный блок (далее ПГС). Этот материал производится на предприятии в нашем городе, а сама организация по многим линейкам выпускаемой продукции имеет хорошие отзывы. Однако были сомнения: дом планировалось возводить своими силами, практически все работы, включая расчет ленточного фундамента и его заливку, должны были осуществляться парой активистов. А тяжелый и капризный стеновой материал явно предполагал привлечение рабочей силы со стороны. 

Самостоятельный расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента

Статистический анализ вывел среднее число 25. Именно столько у.е. просили бригады за укладку одного куба блоков. Смета возведения одной стены с учетом таких расценок увеличилась бы в два раза. Пришлось присмотреться к другим технологиям. И вот после долгих раздумий и копаний на тематический форумах выбор был сделан в пользу каркасной технологии строительства.

Одно из достоинств этой технологии – это значительная экономия на фундаменте, что только подтверждает многолетний иностранный опыт строительства. Однако местные компании, предоставляющие услуги по возведению каркасных домов, с этим утверждением были не согласны. А потому цены за свои услуги назначали явно с потолка с разбежкой от четырех до пяти тысяч условных единиц. В эту сумму входили: расчет ленточного фундамента, земельные работы, возведение опалубки, арматурный каркас, бетонные работы и требуемые материалы. Моя же примерная калькуляция говорили, что всё необходимое из этой сметы потянет на 700-800 “вечно условных”, а остальное – это стоимость работы. Вот такая ситуация сложилась в кризисный 2015 год, когда все частное строительство практически встало и спрос на услуги значительно упал.

Принятое ранее решение все фундаментные работы выполнять самостоятельно было утверждено. Оформился и выбор конструкции. На следующем этапе необходимо было провести расчет мелкозаглубленного фундамента.

Расчет нагрузки на фундамент

После поиска литературы по мелкозаглубленным лентам было найдено пособие В.С. Сажина «Не зарывайте фундаменты вглубь». Все последующие вычисления основывались на его рекомендациях.

Пример расчета ленточного фундамента

Удельная нагрузка

Конструктивные схемы зданий

Для определения удельной нагрузки здания на погонный метр фундамента (q) необходимо знать конструктивные особенности здания. К этим особенностям относятся, в первую очередь, этажность сооружения, затем материал стен, перекрытий и цоколя, высота этажей и снеговая нагрузка на кровлю.

  • один этаж с мансардой,
  • конструктивная схема здания по типу Б,
  • высота потолков первого этажа hэ 2,7 метра,
  • все перекрытия деревянные,
  • цоколь hц высотой 0,5 метра,
  • расстояния L1 и L2 одинаковы и равны 3,5 м.

В нашем примере расчета ленточного фундамента здание имеет следующие характеристики:

Пол в последний момент решили сделать бетонный по грунту, поэтому в расчет мелкозаглубленного фундамента его не брали.
Все значения удельных нагрузок взяты из следующей таблицы:

Для вычисления полезных нагрузок от перекрытий и покрытий с учетом снега воспользовались значениями таблицы, стоящими в скобках.
Так как значения q1, q2, q3 будут иметь незначительные отличия, то для упрощения определяется нагрузка только под одной несущей стеной q1=q:

q=Pц*hц+Pд*hэ+Pпд*L1/2+ Pпдʼ*L1/2
q=1,5*0,5+0,168*2,7+0,252*3,5/2+0,223*3,5/2=0,75+0,45+0,441+0,39=2,03 т/м2

Ширина подошвы фундамента

Для определения ширины подошвы (B) применяется формула из пособия:

B=q/R;

где q – нагрузка на фундамент, R – расчетное сопротивление грунта. 

Для того, чтобы упростить вычисления, мы отказались от учета коэффициентов противопучинистой подушки и прочности подстилающего грунта, а использовали табличное сопротивление грунта при самых неблагоприятных условиях.

То есть при проектировании брали максимальное значение коэффициента пористости 0,75 нашего грунта под пятном застройки, который был определен как «супесь пластичная» из указаний пособия.

B = 2.03/0,75 = 0,27*1,3(коэффициент надежности) = 0,35м

В своих вычислениях я применял коэффициент надежности, указанный в СП 22.13330-2011 п.5.3.18 и продублированный в рекомендациях Сажина.

В случае, если нет четкой уверенности в типе грунта под пятном застройки, то лучше воспользоваться предложением Сажина о «подборе фундамента при ограниченных данных».

Расчет ленточного фундамента, пример которого приведен выше, был проверен по таблицам для подбора при неизвестных характеристиках грунта для отапливаемых домов, а также протестирован в специализированном калькуляторе. Требования для подошвы основания в 40 сантиметров полностью совпали с расчетными данными.

Наверх

Проектировка и строительство фундамента >> Проектировка и расчёт фундамента

Проектирование и расчёт фундамента

Делимся с друзьями и коллегами

Рассчитывая фундамент надо ответить на 2 вопроса: на какую глубину его закладывать, и какой ширины делать?

Глубина заложения фундамента зависит от 3 факторов: расчётная глубина промерзания грунта, глубина нахождения грунтовых вод и типа грунта. Рассчитывая глубину заложения фундамента надо решить одну главную проблему: грунт под фундаментом не должен намокнуть и замёрзнуть (особенно если речь идёт о пучинистом грунте).

Практический пример расчета ленточного фундамента

Если это проблема не будет решена, и под основанием фундамента хотя бы несколько раз в году грунт будет намокать и замерзать, то на всё строение будут действовать силы морозного пучения грунта, которые чаще всего и разрушают фундамент и сам дом. Сила морозного пучения возникает из-за того что замерзая вода сильно увеличивается в объёме и раздвигает окружающий материал, в нашем случае грунт или фундамент. Последствия действия этих сил – трещины в фундаменте и стенах.

Определение глубины заложения фундамента

Виды грунта в пределах расчётной глубины промерзания Расстояние от уровня земли до грунтовых вод Глубина заложения фундамента
Скальные и полускальные породы (непучинистый грунт) Любое Любая независимо от глубины промерзания грунта
Крупнообломочные, пески, крупный и средний гравий (непучинистый грунт) Любое Независимо от глубины промерзания грунта, но не менее 0,5 метра
Мелкие пески, пылеватые супеси, суглинки, глины (пучинистый грунт) Превышает расчётную глубину промерзания грунта более чем на 2 метра Независимо от глубины промерзания грунта, но не менее 0,5 метра
Мелкие пески, пылеватые супеси, суглинки, глины (пучинистый грунт) Превышает расчётную глубину промерзания грунта менее чем на 2 метра Не менее 3/4 расчётной глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 метра
Мелкие пески, пылеватые супеси, суглинки, глины (пучинистый грунт) Менее расчётной глубины промерзания грунта Не менее расчётной глубины промерзания грунта

Ширина фундамента (то есть площадь опоры) зависит от 2 факторов: веса всего построенного дома и типа грунта, на котором стоит дом. Разный грунт по-разному выдерживает вертикальную нагрузку, которую создаёт возведённое здание.

Чтобы определиться с шириной фундамента, надо с помощью таблиц посчитать примерный вес дома, исходя из используемых строительных материалов.

Вес 1 м3 фундамента

Материал фундамента Вес кубического метра
Бутовый камень 1600 — 1800
Бутобетон, кирпич 1880 — 2200
Бетон, железобетон 2200 — 2500

Вес 1 м3 стен из разных материалов

Тип стены Вес в кг.
Деревянные каркасно-панельные толщиной 150мм с утеплителем 30 — 50
Брусчатые толщиной 140 — 180 мм 70 — 100
Из опилкобетона толщиной 350 мм 300 — 400
Из керамзитобетона толщиной 350 мм 400 — 500
Из шлакобетона толщиной 400 мм 500 — 600
Из пустотелого кирпича толщиной 380 мм 500 — 600
Из пустотелого кирпича толщиной 510 мм 650 — 750
Из пустотелого кирпича толщиной 640 мм 800 — 900
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной 250 мм 450 — 500
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной 380 мм 700 — 750
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной 510 мм 900 — 1000

Вес 1 м2 перекрытия крыши пролётом до 4,5 метра

Тип перекрытия Вес 1 м 2
Кровельная сталь при уклоне около 30 градусов 20 — 30
Рубероид 2 слоя при уклоне около 10 градусов 30 — 50
Асбестоцементные листы при уклоне 30 градусов 40 — 50
Черепица гончарная при уклоне около 45 градусов 60 — 80

К табличным данным надо обязательно добавить вес мебели и оборудования, который определяется для чердака — 105 кг/м2, а для остальных этажей — 210 кг/м2.

И вес снега на крыше зимой, для средней полосы России — 100 кг/м2, южные регионы — 50 кг/м2, и на севере — 190 кг/м2.

Общий вес здания делим на расчётное сопротивление грунта и получаем, сколько квадратных сантиметров должна быть площадь фундамента.

Сопротивление грунта

Вид грунта Расчётное сопротивление грунта (кг/см2)
Пески гравелистые и крупные, независимо от их влажности Плотный грунт Грунт средней плотности
4,5 3,5
Пески средней крупности, независимо от их влажности 3,5 2,5
Пески мелкие маловлажные 3,0 2,0
Пески мелкие очень влажные и насыщенные водой 2,0 2,5
Глины твёрдые 6,0 3,0
Глины пластичные 3,0 1,0
Щебень, галька, гравий 6,0 5,0

Сделав такие вычисления можно определить, подойдет столбчатый фундамент для дома (он более дешёвый, но площадь давления на грунт меньше) или надо обязательно делать ленточный под все стены, и ответим на главный вопрос – какая ширина должна быть у фундамента. Для этого необходимую площадь фундамента разделить на длину фундамента.

СНиП (строительные нормы и правила) для фундамента

Приступая к возведению фундамента не надо ничего изобретать – все рекомендации и требования к этой части строения уже изложены в соответствующих СНиП (строительных нормах и правилах). СНиП – это огромнейший объём информации о правилах, которые надо соблюдать на всех этапах строительства в самых разных условиях, начиная от вечной мерзлоты и возведения фундамента для морских буровых вышек и заканчивая условиями пустыни.

Обычному строителю тяжело разобраться в этом объёме, несомненно, полезной информации, по этой причине лучше всего, чтобы проектированием фундамента и соответственно всего дома занимались специалисты с необходимым образованием и опытом работы.

Не стоит экономить на проектировании, лучше одноразово оплатить работу архитектора, который составит продуманный проект, а потом смело строить, не задумываясь о негативных последствиях. Игнорируя такой подход можно допустить много ошибок, которые потом придётся затратно устранять или всю жизнь жить с определёнными неудобствами.

Устройство и разрез фундамента из разных материалов

На фото обозначено:

1 – гидроизоляция;

2 – стены;

3 – подкладка под деревянные стены;

А — бутовый;

Б — бутобетонный;

В — кирпичный по бутобетону;

Г — кирпичный;

Д — бутовый по песчаной подушке

Е — кирпичный по буту.

Фундамент из бутового камня возведённого на непучинистых грунтах

На фото цифрами обозначено:

1 – фундамент из бутового камня, не менее 50 сантиметров шириной при ленточном способе укладки и не менее 60 сантиметров при столбчатом фундаменте;

2 – глиняной замок;

3 – обратная засыпка грунта;

4 – подушка из крупнозернистого песка не менее 10 см.,

Фундамент из бутового камня возведённого на пучинистых грунтах

На фото цифрами обозначено:

1 – бутовый фундамент, ширина фундамента не менее 45 сантиметров при ленточном способе укладки и не менее 55 сантиметров при столбчатом фундаменте;

2 – глиняной замок;

3 – обратная засыпка грунта;

4 – штукатурка цементным раствором и обмазка горячим битумом;

5 – опорная подушка из уплотнённого грунта или песка.

Дополнительные статьи с полезной информацией

Правила изготовления фундамента по технологии ТИСЭ

Достаточно новый и уже хорошо себя зарекомендовавший способ возведения столбчатого фундамента, что важно, его можно использовать самостоятельно без специальной техники. Читать далее…

Разновидности фундамента используемых в частном строительстве

Закладка фундамент — очень ресурсоёмкий процесс, поэтому важно выбрать такой тип основы для дома который бы максимально соответствовал будущему строению. Читать далее…

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *