Расчет ленточного фундамента
Перед монтажом основания (в качестве которого обычно выбирается монолитная конструкция) стоит определить, на каком грунте будет строиться дом – в первую очередь, глубину промерзания и тип почвы. Для получения таких сведений желательно обратиться в компанию, занимающуюся проектно-исследовательскими работами – хотя информация может быть и у владельцев соседних участков. Составляя проект своими силами, можно не учесть большинство нюансов и столкнуться с целым рядом проблем.
При проектировании небольшого одноэтажного дома, гаража, сарая или бани расчет ленточного фундамента может выполнить и владелец участка – но с обязательным учётом рекомендаций нормативных документов (СНиП II—Б.1—62 и др.). Стоит воспользоваться при определении глубины залегания основания и специальной таблицей
С её помощью можно обойтись без вычислений, зная только тип здания и характеристики грунта.
Занимаясь строительством большого коттеджа, принимают во внимание уровень грунтовых вод. Если он достаточно высокий, размывание или проседание грунта может привести к снижению прочности здания
Поэтому на услугах мастеров не стоит экономить, особенно, если постройка двух- или трёхэтажная, а, значит, более тяжёлая и способная быстрее разрушиться из-за неправильных расчётов.
Пример самостоятельного расчёта ширины ленточного фундамента
Чтобы лучше понять, как рассчитать ширину монолитной ленты, нужно рассмотреть это на примере. Первоначально нужно систематизировать исходные данные необходимые для расчёта.
- размер дома в плане – 10 м х 10 м. Площадь застройки – 100 м 2 ;
- внутри дома посередине расположена несущая стена;
- стены кирпичные, толщиной в 1 кирпич – 250 мм и высотой 2,7 м. Удельный вес кирпичной кладки – 1600 кг/м 3 ;
- кровля из шифера – 40 кг/м 2 ;
- перекрытие из железобетонных плит – 500 кг/м 2 ;
- глубина промерзания почвы – 700 мм;
- уровень грунтовых вод – 2,2 м;
- грунтовое основание – сухой суглинок средней плотности с расчётным сопротивлением 2 кг/см 2 ;
- снеговая нагрузка – 50 кг/м 2;
- полезная нагрузка – 20 кг/м 2 .
Определение суммарной нагрузки от дома на ленточный монолитный фундамент
На основе имеющихся исходных данных делают расчёт суммарной нагрузки на фундамент. Также определяют габариты монолитной ленты. Необходимо, чтобы застройщики сделали расчёт в следующем порядке:
Кровля
Крыша из шифера двускатная. С учётом уклона кровли и её свесов применяют коэффициент 1,1. Нагрузка от кровли составит: 100 м 2 х1,1х40 кг/м 2 = 4000 кг.
Кирпичные стены
Чтобы определить нагрузку от стен, зная их толщину, нужно подсчитать их длину. Длина стен по периметру составит: (10 х 4) – (0,25 х 4) = 39 м. Вычет удвоенной толщины кирпичной кладки сделан потому, что оси плана дома проведены посередине толщины стен. Длина внутренней несущей стены составит 10 – 0,25 = 9,75 м. Общая длина несущих стен будет равна 48,75 п.м.
Объём кирпичной кладки составит: 48,75 х 0,25 х 2,7 = 32,9 м 3 . Полная нагрузка от кирпичных стен равна: 32,9 х 1600 = 52 670 кг.
Перекрытие из железобетонных плит
Одноэтажный дом имеет перекрытия в двух уровнях. Это перекрытие цоколя и потолок в доме. Площадь перекрытий равняется: 100 х 2 = 200 м 2 . Соответственно нагрузка от плит перекрытий будет равна: 200 м 2 х 500 кг/м 2 = 100000 кг.
Снеговая нагрузка
Для расчёта снеговой нагрузки берут общую площадь кровли дома – 100 х 1,1 = 110 м 2 . Снеговая нагрузка составит: 110 м 2 х 50 кг/м 2 = 5 500 кг.
Полезная нагрузка
Норма этой нагрузки рассчитана на основе усреднённых величин веса технического оборудования, внутренних коммуникаций, отделки помещений, мебели и прочего. Удельный вес полезной нагрузки колеблется в пределах 18 – 22 кг/м 2 .
Расчёт полезной нагрузки производят на основе среднего показателя – 20 кг/м 2 . Вес составит: 100 м 2 х 20 кг/м 2 = 2000 кг.
Итого суммарная нагрузка на фундамент будет равна: 4 000 + 52670 + 100 000 +2 000 = 159 000кг.
Расчёт ширины монолитной ленты
Согласно вышеуказанной формуле определяют минимальную площадь подошвы фундамента:
(1,2 х 159 000 кг) : 2 кг/см 2 = 95 400 см 2 . То есть минимальная допустимая площадь подошвы основания дома будет равняться 10 м 2 .
Общая опорная площадь кирпичных стен определяется произведением длины в плане несущих стен на их толщину: 48,75 м х 0,25 м= 12,18 м 2 .
В результате видно, что расчётная опорная площадь меньше минимальной опорной площади стен. Следовательно, ширина ленточного фундамента должна быть равна 250 мм + 100 мм = 350 мм.
Потребность в материалах для устройства монолитной ленты
Учитывая толщину промерзания грунта (0,7 м) и глубину уровня грунтовых вод (2,2 м), монолитную ленту делают мелко заглублённой – 1 м.
Для заливки опалубки используют бетон М 300. Объём потребности в бетонном растворе равен: 0,35 м х 1 м х 48,75 м= 17 м 3. . С учётом непредвиденных потерь потребность в бетоне составит 17,3 м 3 .
Арматурный каркас состоит из 4-х продольных арматурных стержней периодического профиля диаметром 12 мм. Так как поперечные стержни каркаса делают из тех же стержней, то общая потребность в арматуре составит: 50 м х 4 = 200 м.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что высчитать ширину, высоту и длину ленточного фундамента для своего дома вполне под силу мало-мальски сведущим в строительном деле людям.
Виды фундаментов
Инженеры принимают фундамент конструктивно, используя подробные формулы расчета. Что учитывается при выборе:
- Вес дома;
- Временные нагрузки;
- Тип грунта;
- Уровень грунтовых вод.
Сопоставив ряд факторов и результаты расчетов, специалисты принимают один из типов фундаментов:
- Ленточный;
- Свайный;
- Плитный;
- Столбчатый (только для легких домов);
- Комбинированный (сложная конструкция, которая может быть принята только в результате профессиональных подсчетов).
Самый распространенный тип основания – лента. Эта конструкция может быть принята под дом с любыми параметрами на все типы грунтов, кроме плывучих. Для расчета такого фундамента нужно знать высоту и ширину его стенки до цоколя (он является частью фундамента), а также периметр дома и длину всех внутренних стен.
Сваи для частного домостроительства целесообразно выбирать буронабивные – они практически не уступают готовым заводским изделиям, но устанавливать такие гораздо проще и дешевле. В конструкцию свайного фундамента также входит обвязочный ростверк, который необходимо учитывать при расчете бетона.
Какую конструкцию основы выбрать
В строительстве деревянных домов использую конструкции:
- Плиточный.
- Ленточный.
- Столбчатый.
- Свайный.
Есть территории, где рационально применять платформу смешанного типа, например, ленточно-свайный. Такой является модификацией одного из основных видов. Но это сложная конструкция, и строители стараются изменить состав почвы под один из основных типов. Так осушается болотистая почва и намывается песок, или часть грунта просто вынимают и засыпают шлаком, который трамбуясь, превращается в бетон.
Выбирают основание в зависимости от строящегося дома. Чем тяжелее конструкция, тем массивнее фундамент. Для строительства дома из профилированного бруса или оцилиндрованного бревна используют ленточный или столбчатый виды. Причем ленточный, делают мелко заглубленным.
Глубину залегания рассчитывают, отталкиваясь от двух основных факторов:
- Глубина залегания грунтовых вод.
- Промерзание почвы в местности будущего строительства.
Существуют средние нормы для глубины залегания подошвы на различных почвах:
- Супесь — 125см
- Глина и суглинки — 150 см
- Песок и гравий — 100 см
Это максимальное залегание основания дома по строительному ГОСТу, но в нем указаны и максимальные показатели залегания:
- Для сухой почвы — 70 см,
- Для влажной, с близким залеганием грунтовых вод — 120 см.
Если дом по плану имеет подвальные помещения, то подошва конструкции должна быть ниже уровня пола минимум на 40 см.
Каждый тип основания имеет свои плюсы и минусы. Так, например, столбчатый возводят за короткие сроки, ленточный считается одним из самых прочных из-за жесткого соединения конструкции как поперек, так и вдоль. Монолитный дорогостоящий, его строят в редких случаях, когда почва сильно подвижна.
Расчет нагрузки ленточного фундамента
Профессионалы, выполняя подобные расчеты, прибегают к помощи геологических изысканий и программ. Ниже будет приведен пример расчета, его, в принципе, достаточно при самостоятельном строительстве, но не следует забывать о том, что он приблизителен.
Для выполнения расчетов нагрузки ленточного фундамента понадобится масса параметров:
- периметр здания;
- площади внешних и внутренних стен, чердачного перекрытия (если сооружение будет иметь несколько этажей, следует вычислять площади перекрытий между этажами, в том числе), а также кровли;
- также не обойтись без строительных справочников, из них будут браться величины удельного веса материалов. Пример расчета будет основан на следующих данных: одноэтажный дом 7х8 с 1-й внутренней стеной протяженностью 7 м и потолком 2,7 м.
Шаг №1. Вычисление периметра сооружения:
(7+8)*2=30;
Шаг №2. Считаем площадь внешних стен:
30*2,7=81 кв. м.;
Шаг №3. Длина внутренних стен равна периметру – 30 м.
Шаг №4. Площадь цоколя здания:
7*8=56 кв. м.;
Шаг №5. Площадь внутренних стен:
30*2,7=81 кв. м. Такой же будет квадратура чердачного перекрытия, учитывая геометрию строящегося здания;
Шаг №6. Площадь кровли, с учетом того, что она выступает за стены на 50 см:
8*9=72 кв. м.
Предположим, что на строительство внешних стен пойдет пустотелый кирпич толщиной 510 мм, внутренних – он же, но 380 мм; у здания будет железобетонное цокольное покрытие, чердак выполняется из деревянных балок с утеплителем плотностью 200 кг/куб. м, кровля из гончарной черепицы с уклоном 45 градусов.
Шаг №7. Вес стен:
81*750+81*600=119350 кг, где 750 и 600 – средний удельный вес стены, выполненной из данного материала (справочные данные);
Шаг №8. Вес перекрытия в цоколе сооружения:
56*500=28000 кг, где 500 – средний удельный вес перекрытия из железобетона;
Шаг №9. Вес чердачного перекрытия:
56*100=5600 кг, где 100 – средний удельный вес чердачного перекрытия, выполненного из утепленных балок, плотностью 200 кг/куб. м;
Шаг №10 в процедуре расчета монолитного ленточного фундамента. Масса кровли:
72*80=5760 кг, где 80 – средний удельный вес кровли, с учетом, что материал для нее используемый – это гончарная черепица;
Шаг №11. Нагрузки, которые здание будет испытывать при эксплуатации:
56*210+56*105=17640 кг, где 210 и 105 – эксплуатационные нагрузки (мебель, оборудование различного рода);
Шаг №12. Нагрузка вызванная, выпавшим на крышу снегом:
72*50*0,4=1440, где 50 – нагрузка снежного покрова, принимаемая для Южных регионов РФ.
Особенности конструкции
Ленточный фундамент – это замкнутый контур из железобетонных балок, заложенный по периметру здания и под несущими стенами, и передающий нагрузку здания подлежащему грунту. На нем строят как легкие садовые домики и каркасные дома, так и тяжелые монолитные «замки» и каменные коттеджи: несущая способность зависит от ширины и высоты ленты. На прочных грунтах на ленточном фундаменте строят даже многоквартирные дома в двенадцать этажей. Также именно этот тип фундамента используют для домов с цокольными этажами и подвалами – лента рассматривается, как стена подвала.
Для такой конструкции годятся почти все типы грунтов, кроме неустойчивых торфянистых – поэтому на слабонесущих и обводненных землях Ленинградской области дома ставят сложных и дорогих фундаментах, а в Москве такие конструкции будут лишней тратой денег.
Ленточный фундамент обычно устраивают на подушке из песка средней фракции с виброуплотнением через каждый 100 мм. Глубина конструкции рассчитывается с учетом особенностей участка:
- наличие или отсутствие подвальных помещений;
- глубина залегания грунта;
- вес и другие характеристики здания.
al185Модератор FORUMHOUSE
Фундамент следует строить не по хотелкам и фанатично красивым идеям, а по расчету. Фундамент в ИЖС рассчитывается на расчетное сопротивление грунта основания и под нагрузки объекта, с обязательным учетом возможных неблагоприятных факторов: гидрогеологических, сил морозного пучения, неоднородности основания, просадочных и набухающих грунтов.
Все деформированные дома с перекошенными проемами построены на неправильном фундаменте, рассчитанном и построенном без учета особенностей грунта, уровня грунтовых вод, веса дома и т.п.
В зависимости от особенностей конструкции и глубины заложения выделяют несколько видов ленточных фундаментов.
По конструкции:
| Тип | Особенности конструкции |
| Монолитный | Цельная отливка из железобетона с высокими показателями прочностями и максимальной несущей способностью. Ее заливают за один прием. Арматура должна быть качественной, соответствующего сечения – это дает устойчивость к изгибающим нагрузкам. |
| Сборный | Состоит из заводских фундаментных блоков (ФБС). Несколько проигрывает монолитной ленте по эксплуатационным свойствам, часто применяется в малоэтажном строительстве. Для повышения устойчивости и долговечности таких ленточных фундаментов делают песчаную подушку, на нее устраивают специализированные железобетонные подошвы ФЛ, а уже поверх них на цементно-песчаный раствор кладут ФБС. Сверху эту конструкцию может завершать армопояс – для прочности и равномерного распределения нагрузок. |
По глубине залегания
| Тип | На каких грунтах используется |
| Незаглубленный | Только на скалах и стопроцентно неподвижных грунтах, поэтому делают его крайне редко и не для домов, а для хозяйственных строений. Такой ленточный фундамент делают только монолитным. |
| Мелкозаглубленный | На прочных грунтах, которые не подвержены морозному пучению. Закладывают на глубину меньше уровня промерзания грунта. |
| Полнозаглубленный. | Подходит почти для всех грунтов и гидрогеологических условий, заглубляется ниже расчетной глубины промерзания (но не на твердых глинах и песчаных грунтах с низким УГВ). Выполняется в траншеях и котлованах с обратной засыпкой. |
Такое количество разновидностей ленточного фундамента, как молнолитного, так и из блоков позволяет сделать правильный выбор для условий конкретного участка и получить хороший результат. У ленточного фундамента один большой недостаток (не считая обилия земляных работ и времени, которое уйдет на созревание бетона после заливки) – он может получиться дорогим, поэтому, если речь идет о легких постройках, лучше не выбрать другой вариант. Но все же ленточный фундамент имеет очевидные преимущества, это:
- долгий срок службы;
- высокая несущая способность;
- нагрузки дома равномерно распределены на грунтовое основание;
- технология строительства довольно проста.
Заливка прямо в землю, или так называемый «кубанский вариант» ленточного фундамента является нарушением технологии, на FORUMHOUSE от этого предостерегают.
RNikonovУчастник FORUMHOUSE
Устройство ленточного фундамента с заливкой «в землю» считаю недопустимым. Сделать ленту «в землю» качественно почти невозможно.
Какой получится нагрузка на фундамент?
Ленточный монолитный фундамент.
Снеговые нагрузки на ленточную конструкцию вычисляются так:
- общая площадь крыши равна длине карниза, умноженной на удвоенную длину скатов;
- длина ската равна Дск=6/2=3/cos45=4,29 м;
- общая площадь равна: Sкр=2*4,29=8,58*12≈103 м²;
- грузовая площадь на 1 м ленты для фундамента оставляет: 103/24=4,3 м²;
- снеговая нагрузка на конструкцию фундамента составляет: 4,3х70=301кгс (за исходный принят снеговой район II, данные можно получить из карты снегового зонирования).
Нагрузка от крыши дома определяется с учетом кровельного покрытия (в примере это керамическая черепица). Нагрузки по типу кровли можно найти в специальной справочной таблице, то есть 80 кгс/м². Согласно этому получится значение: 3*80=240 кгс.
Нагрузка на ленточный фундамент от перекрытий также основывается на справочных данных. Грузовая площадь перекрытий (учитываются только длинные стороны фундамента, так как перекрытия опираются на них) на1 м основания равна 3 м² (12*6=72/24=3). Нагрузка от деревянного перекрытия чердака (плотность равна 300 кг/м³) и перекрытия их железобетона между этажами (плотность 500 кг/м³) составляет: 300*3=900 кгс и 500*3=1500 кгс. Теперь можно узнать размер общей нагрузки, расчет такой: 900+1500=2400 кгс.
Далее расчеты по нагрузкам на ленточный фундамент продолжаются путем вычисления нагрузки на 1 м ленты основания от наружных стен. Это значение равно произведению высоты стены на 1 м² нагрузки от стены и на ее толщину (принятую за 40 см). Для получения данных используются таблицы нагрузок стен: 6*0,4*600=1440 кгс.
Виды фундамента для дома
Прежде чем проводить расчёт основания дома, необходимо определиться какой тип фундамента вы будете использовать для своего строения.
По типу конструкции они подразделяются на:
- ленточные;
- плитные;
- столбчатые;
- свайные.
Ленточный фундамент являет собой железобетонную полосу, которая проходит под несущими стенами здания, распределяя его вес по всему периметру. Такая конструкция достаточно прочная, долговечная и простая, поэтому применяется очень часто.Плитным называют монолитную железобетонную плиту, уложенную в углублённый и выровненный грунт. Редкое использование этого типа основания, несмотря на возможность применять его на неблагоприятном грунте, объясняется дороговизной.
Столбчатый – это конструкция из столбов, соединённых балками между собой. Хотя такой вариант и самый дешёвый, его рекомендовано применять для неподверженных температурным изменениям грунтов. К тому же, он способен выдержать только небольшой деревянный дом.
Фундамент на сваях может быть использован на слабых грунтах или при строительстве многоэтажного дома. Однако необходимость задействовать множество техники значительно поднимает стоимость всего здания.
Материалы, используемые для создания ленточных фундаментов
Перед началом строительства очень важно обеспечить наличие всех необходимых материалов. При возведении основания нельзя допускать продолжительных простоев, чтобы не снизить характеристики будущего здания. В проектной документации содержится полный список необходимых в строительстве материалов
В проектной документации содержится полный список необходимых в строительстве материалов.
Рабочие инструменты, которые будут необходимы в строительстве:
Материалы для строительства
- Мерная рулетка, которая потребуется на всех этапах работы.
- Инструменты для рытья траншеи, такие как лом и лопата.
- Инструменты для создания опалубки (молоток, гвозди, ножовка).
- Ножовка по металлу, «болгарка» и сварка, которые потребуются для сборки армирующего каркаса.
- Бетономешалка.
- Инструменты для демонтажа опалубки после застывания ленты бетона.
В стандартном виде для производства работ потребуются следующие материалы:
Инструмент для заливки бетона
- Песок (во-первых, для отсыпки траншеи, во-вторых для составления смеси бетона).
- Доска обрезная для сборки опалубки.
- Арматура диаметром 10-12 мм для создания каркаса прочности основания.
- Цемент для бетонной смеси.
В зависимости от проекта в этот список могут быть включены дополнительные элементы.
