Пример расчет ленточного фундамента
Обновлено: 03.05.2024
Строительство ленточного фундамента своими руками: от расчета до обратной засыпки
Когда мы говорим «фундамент», в голове первым делом представляется лента. Ленточный фундамент один из самых популярных в малоэтажном строительстве, потому что он практически универсальный: подходит для большинства зданий и типов грунтов, его можно сделать своими руками и даже без привлечения строительной техники. На FORUMHOUSE собрана целая библиотека материалов по ленточному фундаменту, в эту подборку мы отобрали лучшие, а для начала предлагаем подробную статью о видах ленточного фундамента.
Особенности проектирования и возведения ленточного фундамента. Теория и опыт участников порталаЛенточный фундамент часто применяется в малоэтажном строительстве - его несложно сделать, и он универсальный, годится для любых типов строений и почти для всех грунтов. Рассмотрим ленточный фундамент под дом со всех сторон: каким он должен быть по строительной науке и нормативам, и как эта теория воплощена руками пользователей FORUMHOUSE.
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.
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
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.
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
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.
На прочных грунтах, которые не подвержены морозному пучению. Закладывают на глубину меньше уровня промерзания грунта.
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.
Устройство ленточного фундамента с заливкой «в землю» считаю недопустимым. Сделать ленту «в землю» качественно почти невозможно.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент МЗЛФ
Согласно СП 22.13330.2011 "СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений", вид МЗЛФ зависит от степени пучинистости грунта.
Есть ограничения на тип фундамента при разных видах пучинистости грунта. Суглинок при различных показателях текучести может быть отнесен к любой группе по степени пучинистости, стало быть, при более текучем суглинке согласно СП надо делать монолит.
Так, МЗЛФ из монолитного железобетона рекомендуют делать на пучинистых грунтах с УГВ не выше 1 метра от поверхности земли.
Его закладывают выше уровня промерзания, на глубине 200-500 мм от поверхности. При невысокой стоимости изготовления для этих фундаментов характерна высокая надежность, они служат без ремонта по 15-20 лет.
Единственное: МЗЛФ нуждается в утеплении высокого качества – и ленты, и отмостки – чтобы снизить воздействие морозного пучения. По конструкции МЗЛФ делят на два вида: классического прямоугольного сечения и Т-образной формы.
Подошва МЗЛФ Т-образного сечения делает площадь опирания больше и работает на изгиб, а верхнее ребро принимает вертикальные нагрузки от вышерасположенных конструкций.
На мелкозаглубленных ленточных фундаментах с подошвой строят тяжелые каменные здания, а прямоугольные годятся для каркасников и деревянных строений.
На слабопучинистых и непучинистых грунтах можно делать мелкозаглубленную ленту из ФБС.
Полнозаглубленный ленточный фундамент
Этот вид ленты годится для любых зданий, кроме каркасников и домов из СИП-панелей – для них его несущая способность избыточна. Его выполняют и из ФБС, и из монолитного железобетона, и из полнотелого кирпича.
Данный вид основания требует тщательного расчета – нужно учесть УГВ, геологические особенности (такой тип фундамента должен опираться на плотные слои грунта с высокой несущей способностью); если планируются подвальные помещения, то учитывается их высота.
Такие фундаменты делают на 150-200 мм ниже глубины промерзания грунта. УГВ должен быть не выше 500 мм от дна песчаной подушки, но можно и выше, если сделать очень хорошие гидроизоляцию и дренаж. Так же, как МЗЛФ, заглубленная лента может быть прямоугольной и с подошвой, но второй вариант используют в строительстве многоэтажек, для малоэтажного строительства это может быть избыточно.
Заглубленное ленточное основание делают и монолитным, и сборным, из блоков ФБС. Монолитный ленточный фундамент проигрывает блочному на мягких и рассыпчатых грунтах – кладочные швы делают конструкцию достаточно гибкой, чтобы на ней не образовывались трещины.
Фундамент из ФБС значительно ускоряет процесс строительства, все армирование и остальные параметры уже давно рассчитаны конструкторами, собирай себе спокойно. C монолитом только при вязке арматуры проклянешь все, а там же еще и опалубка, и заливка!
Лента: алгоритм расчета
Этому вопросу на FORUMHOUSE уделяется огромное значение.
Заклинаю не назначать конструктив фундамента на основе «народного опыта» и советов различных советчиков, которые «всегда так строили».
Участник нашего портала с ником MaximGvozdev создал калькулятор ЛентаОнлайн v. 1.0, который поможет при строительстве этого типа фундамента. Инструмент может рассчитать сопротивление грунта основания, ширину и длину проектируемой ленты, арматуру и бетон, состав бетона, количество замесов бетона в бетономешалке.
Новичкам модератор FORUMHOUSE с ником al185 для проектирования ленточного фундамента рекомендует первым делом определиться с грунтовыми условиями (состав грунта, УГВ, рельеф) и прибегнуть к следующим способам:
- В идеале заказать проект у адекватного конструктора, способного получить хорошие рекомендации на FORUMHOUSE.
- Можно заимствовать уже рассчитанный конструктив фундамента-аналога для сходных грунтовых условий и похожего здания.
- Освоить проектирование для любителей: алгоритм проектирования ленточного фундамента для чайников.
Дальше нужно сравнить стоимость полученных вариантов и выбрать подходящий.
Как построить ленточный фундамент своими руками
Для строительства ленты понадобятся следующие материалы:
- Для опалубки: обрезная доска толщиной 15-20 мм;
- Для гидроизоляции опалубки – гидроизоляционный материал;
- Для армирующего каркаса – рифленая арматура диаметром 14-20 мм, для скручивания арматуры будет нужна вязальная проволока;
- Для подушки – песок и щебень;
- Для заливки опалубки в малоэтажном строительстве используют бетон марки М200-М300 – этого более, чем достаточно.
Почитаешь форум. на фунд хотят М500 использовать. Ваши дома надо регистрировать в военкомате, чтобы в ДОТы в военное время переводить. А форум переименовать в "Как построить фортификационное сооружение, чтобы пережило ядерный удар".
Десятый год строю загородные дома, и использую в фундаментах бетон М200 - М300, а не М150, только чтоб у заказчика душа была спокойна.
Также надо учитывать, что ленточное основание заливают за один прием, поэтому рекомендуется покупать готовый бетон.
Эта инструкция по строительству ленточного фундамента своими руками предусматривает, что все работы по исследованию грунта выполнены, все расчеты сделаны, выбрана оптимальная разновидность ленты и посчитаны ее параметры, и все это сделано профессионально и грамотно. Строительная площадка освобождена от всего, что может мешать выполнению работ. Строительство ленты состоит из следующих этапов:
- Разметка;
- Земляные работы;
- Устройство дренажа;
- Устройство подушки;
- Выставление опалубки;
- Армирование;
- Заливка бетонной смеси.
Возведение ленты начинается с разметки – от того, насколько правильно она выполнена, зависит и прямолинейность фундамента, и его технико-эксплуатационные свойства.
Как сделать разметку:
- На всей площади будущего дома снять верхний слой почвы на 20-20 см;
- Обозначить контуры ленты, используя деревянные колышки и шнуры.
- Вбить колья с небольшим отступом от осей стен;
- Натянуть шнуры, проверить разность диагоналей – допустимое максимальное отклонение 20 мм.
Траншею можно вырыть вручную: технику привлекают для подготовки широких траншей. Дно траншеи выравнивают и делают дренажную систему c общим уклоном 3-4° в строну от дома. Ее устройство понятно из схемы ниже.
Отступление от выступа фундамента до оси дрены равняется половине ширины фракционного фильтра (обычно двухслойного) дренажной трубы + превышение подошвы фундамента над дном дренажной траншеи, деленное на тангенс угла внутреннего трения грунта. Обычно от 1.6 до 2.8 м.
Дренажные трубы укладываются в углубления, отсыпанные щебнем (с уплотнением), на дно которых настелен геотекстиль, и засыпаются щебнем до уровня начала ленты.
Дренаж – не обязательный этап, тем более, если в доме нет подвала, и во многих инструкциях по изготовлению ленточного фундамента своими руками его пропускают.
Во влажной среде бетон со временем только набирает прочность, порой даже выше заданной по проекту.
Следующий этап – создание подушки. Для подушки можно использовать только песок крупной или средней фракции, мелкая неизбежно дает усадку. На дно траншеи насыпается не менее 150-200 мм песка со смачиванием водой и уплотнением, и столько же гравием или щебнем фракции 20-40 мм, камни уплотняют послойно.
Щебень, втрамбованный в песок, уменьшает поступление капиллярной влаги в тело фундамента.
На практике, многие делают подушку только из песка, экономя на щебне.
П/э пленка, вложенная в опалубку и оставленная на бетоне, решает навсегда.
Дальше выставляют опалубку:
- несъемную, для МЗЛФ, делают из листов пенополистирола;
- съемную, для всех видов ленты, собирают из обрезных досок.
Чтобы бетон не высыхал, а набирал твердость, и цементное молочко не вытекало за пределы конструкции, деревянную опалубку изнутри застилают или гидроизоляцией, или, если гидроизоляцию будут делать уже после бетонирования, обычной полиэтиленовой пленкой.
В подготовленной опалубке монтируются армирующие каркасы, которые делают из рифленой арматуры.
Последний этап – заливка ленты.
Заливку ленточного фундамента делают за один прием, в крайнем случае допускаются перерывы на 1-2 часа. На какие тонкости следует обратить внимание:
- Для качественной заливки важно не распределять весь объем бетона из одного места, а подавать его в несколько разных мест, чтобы свойства бетона не ухудшались при перегонке.
- Горизонтальная плоскость фундамента должна быть ниже бортов опалубки.
- Максимальная высота сброса бетона не превышать 2 м.
- После заливки бетон необходимо уплотнить глубинным вибратором. Это обязательный этап, пренебрегать им нельзя.
Бетон должен правильно затвердеть, тогда конструкция не растрескается и будет прочной. Он будет набирать твердость долго, но продолжать работы с лентой можно будет уже через неделю: есть правило семи дней и двадцати градусов, нужных для этого бетону.
На готовую ленту или наносят обмазочную гидроизоляцию, или обклеивают ее специальной оклеечной ГИ. Важно обработать все поверхности, и вертикальные, и горизонтальные, чтобы избежать капиллярного подсоса влаги стеновыми материалами.
Последний этап работы – обратная засыпка. Здесь тоже требуется тщательное уплотнение. Затем по всему периметру дома делают отмостку.
Пример: МЗЛФ 11*14 м
При строительстве фундамента будущие домовладельцы используют разные материалы и предлагают какие-то свои решения. Рассмотрим несколько примеров ленты, выполненных участниками нашего портала. Хорошие отзывы получила работа нашего пользователя с ником Алексей_$.
По высоте 90 см, заглублялись на 60 см, из которых в итоге, под землей 30 см подушка песка и 30 см лента. Ширина различна, указана в проекте фундамента.
Траншею копали трактором по разметке, сделанной белой краской из баллончика прямо по траве. Во время копки Алексей «отстреливал уровень, чтобы не перекопать или недокопать».
Небольшие погрешности устранялись лопатой. В траншею был уложен гидроизоляционный материал высокой плотности.
Проект фундамента предусматривал 30 см песчаной подушки, проливку и трамбовку виброплитой делали через каждые 10 см.
После всех манипуляций погрешность по уровню получилась в пределах сантиметра на всю площадь.
На подушку разложили рубероид в два слоя
и выставили опалубку: продольные доски 150х40 мм, через каждые 60 см – поперчена 100*50 мм. Изнутри опалубку обшили полиэтиленом и укрепили шпильками 8 диаметра.
Арматуру 12 мм вязали в 2-4 ряда в зависимости от толщины ленты (400 - 650 мм). Снизу защитный слой составил 5 см, с других сторон 3-4 см. Через каждые 40 см – вертикальные перемычки арматурой 8 мм.
Сращивал минимум по 50 см, вязка, где было необходимо, проводилась в разбежку.
Фундамент накрыли полиэтиленом. Прошло немногим больше недели, внутреннюю часть опалубки разобрали и сделали гидроизоляцию.
Обратная засыпка: 10 см песка вдоль ленты, остальное сулинок – недосыпали 5 см ниже уровня верхней кромки ленты.
Чтобы снизить потери тепла в землю, пустоты утеплили ЭППС. Это часть комплексного утепления подфундаментного пространства: пустоты + лента снаружи + отмостка.
Дому пару лет придется перезимовать без отопления и влияние сил морозного пучения будет снижено.
Пример: фундамент из ФБС 10х10
Для своего дома из газосиликатных блоков пользователь нашего портала с ником Жэка888 построил фундамент – ленту из ФБС. Грунт у него на участке пучинистый, глубина промерзания 1-1.2 метра.
- Вырыли котлован глубиной 1метр;
- Сделали ленту без песчаной подушки в шесть прутов арматуры №14. Конструкция устроена на плотном материковом грунте. Ширина 500мм, высота 400мм. Подошва нерасчетная – за это Жэку критиковали на форуме;
- Установили в ширину три ряда ФБС 400мм (высота 1800 мм);
- Снаружи намазали два слоя гидроизоляции;
- Оклеили ЭППС 20 мм;
- Засыпали пазухи глиной. Дополнительно утрамовали бульдозером;
- Сделали армопояс высотой 200-250мм в четыре прута арматуры №16;
- Залили перемычку над воротами подвала, длина 2800мм;
- Накрыли плитами перекрытия.
ФБС проигрывает монолитному ленточному фундаменту из-за большого количества швов, они же мостики холода. По известной поговорке, «вода дырочку найдет» - нужно особенно ответственно подойти к вопросу гидроизоляции.
А вот аналогичный по конструктиву фундамент, сделанный пользователем FORUMHOUSE c ником MartynovD: армированная подошва 500х500 - три ряда ФБС - армопояс 400х300-ПБ-74. Плита над дверью лежит на армопоясе, армированом в два слоя по три прута D12, бетон В20.
Когда строил, много разного народу мимо ходило. И все говорили: «куда такой запас прочности по подошве, по армопоясу и пр». Но я делал в соответствии с проектом.
В помощь лентостроителю
Построить ленточный фундамент для дома по силам каждому, при условии выполнения всех расчетов и ответственного выполнения всех работ. Наши пользователи без большого строительного опыта делали свои монолитные ленточные фундаменты и конструкции из ФБС, буквально следуя технологии и точно соблюдая СНиПы. Успешного результат помогут добиться материалы нашего портала.
На FORUMHOUSE можно получить всю необходимую теорию, документы, конструктивы, отчеты, найти пошаговую инструкцию изготовления ленточного фундамента своими руками, изучить алгоритм проектирования ленты, прочитать статьи с аргументами против проведения инженерно-геологических изысканий и наконец-то решить для себя основной вопрос: так ли нужна песчаная подушка под лентой.
Наше видео рассказывает о том, как самостоятельно построить надежный фундамент на проблемных грунтах.
Практический пример расчета ленточного фундамента
Расчет фундамента — ответственный этап подготовки к строительству. Выполнить его нужно для того, чтобы понять какие размеры сечения нужны, сколько необходимо арматуры и какого диаметра. Перед тем как правильно рассчитать опорную часть здания, потребуется собрать исходные данные. Именно от их точности будет зависеть грамотность вычислений.
Что нужно сделать
Чаще всего при частном строительстве используют ленточный фундамент. Такой тип позволяет сделать в доме подвал, но в некоторых случаях он может быть экономически невыгодным. Чтобы составить смету на выполнение работ (или примерно прикинуть, сколько потребуется вложений), нужно выполнить расчет арматуры для ленточного фундамента, также вычислить объем бетона и его геометрические размеры.
Методика расчета предполагает вычисление трех величин. Расчет ленточного фундамента в результате должен дать такие сведения о конструкции:
- глубина заложения подошвы;
- ширина основания;
- ширина по всей высоте.
Расчет фундамента для дома из кирпича или других материалов обязательно начинают с определения глубины заложения. Она зависит от пучинистости грунта, уровня грунтовых вод и климата. Если неправильно высчитать эту характеристику, здание может разрушиться под действием сил морозного пучения. Лента будет одновременно подвергаться воздействию влаги и холода, что приведет к неравномерным деформациям и трещинам.
Ширина основания должна быть достаточной для того, чтобы равномерно передать массу здания на грунт. Чем меньше прочность почвы, тем шире потребуется подошва. За счет большой площади удается распределить нагрузку от ленточного фундамента для дома на основание так, что на каждый его участок приходится не больше допустимой величины.
Ширина ленты по всей высоте обычно принимается конструктивно. Она должна быть чуть больше наружных стен. При этом учитывают способ изготовления ленты. Для монолитного фундамента может быть достаточно ширины сечения 200—300 мм, в то время как сборный рекомендуют делать не менее 400—600 мм. Также этот показатель зависит о глубины заложения. Чем она больше, тем сильнее будут опрокидывающие воздействия (потребуются более мощные стены подвала).
Подготовительные работы
Перед тем как рассчитать фундамент для дома, проектировщику нужно выяснить геологические данные участка. Для крупных зданий выполняют специальные геологические изыскания. В частном строительстве допустимо провести исследования самостоятельно. При этом все характеристики назначаются по визуальному осмотру.
Чтобы правильно рассчитать фундамент, почву исследуют двумя способами:
- отрывка шурфов, которые представляют собой глубокие ямы с размерами в плане 1х2 м (в среднем);
- бурение скважин ручным буром.
В первом случае на тип грунта смотрят по стенкам шурфа. Во втором — проверяют почву на лопастях бура.
Исследования проводят на глубину, которая на 50 см превышает предполагаемое заложение ленты (которое назначили только по отметке промерзания). При проведении работ надо выяснить следующие характеристики:
- тип грунта в уровне подошвы;
- расположение уровня грунтовых вод (УГВ);
- наличие на участке линз слабой почвы.
Чтобы точно понять УГВ, потребуется провести исследование в нескольких точках. Минимум одна из этих точек должна находиться в низине участка. Работа в засуху не дает точного результата, поскольку влага может уйти глубоко в землю.
Лучше всего выяснять УГВ весной. В этом случае фундамент ленточный не будет бояться даже половодья.
Линзы слабого грунта найти бывает сложно. Для этого нужно делать шурфы или скважины очень часто. В большинстве ситуаций в этом нет необходимости. Если во время строительства обнаружится такая неприятность, ее засыпают щебнем, гравием или песчано-гравийной смесью.
Если УГВ на участке находится глубоко, то можно использовать ленту глубокого заложения (более 1,5 м). При этом вода должна располагаться на 50 см ниже подошвы здания. При расположении УГВ на расстоянии менее чем 1,5 м от поверхности, разумно выбрать мелкозаглубленную конструкцию. Но такой тип имеет ограничения. Если влага находится выше, стоит рассмотреть другой вариант фундамента: плиту или сваи.
Чтобы выполнить расчет основания фундамента, потребуется знать прочность почвы. Характерные признаки каждого типа грунта можно найти в ГОСТ 25100-2011. Особое внимание стоит обратить на приложения к этому документу. Несущую способность каждого типа берут из таблицы ниже.
| Тип основания | Максимальная несущая способность в кг/см2 |
|---|---|
| Галька с примесью глины | 4,50 |
| Гравийный | 4,00 |
| Песок крупной фракции | 6,00 |
| Песок средней фракции | 5,00 |
| Песок мелкой фракции | 4,00 |
| Песок пылеватой фракции | 2,00 |
| Суглинок или супесь | 3,50 |
| Глинистый | 6,00 |
| Просадочный | 1,50 |
| Насыпной с уплотнением | 1,50 |
| Насыпной без уплотнения | 1,50 |
Типы, которые обладают прочностью 2 и менее кг/см2, не рекомендуют использовать в качестве основания. Перед строительством потребуется выполнить их замену на песок средний или крупный.
Определение глубины заложения
Чтобы правильно рассчитать фундамент, потребуется учесть три параметра одновременно:
- УГВ (подошва должна быть минимум на 50 см выше);
- отметку пола подвала (подошва располагается минимум на 20—30 см ниже);
- отметку промерзания (подошва должна быть минимум на 30 см ниже).
Глубину промерзания рассчитывают по формулам из нормативных документов. Чтобы упростить задачу могут понадобиться готовые таблицы. В них приведены значения для крупных населенных пунктов.
Вычисление нагрузок
Перед тем как рассчитать фундамент под дом, потребуется рассчитать нагрузку. Удобнее выполнять сбор нагрузок на фундамент в табличной форме. Все нагружения делятся на два типа: постоянные и временные. Последние являются временными условно, поскольку включают в себя мебель, оборудование и т.п. Постоянные состоят из массы конструкций здания.
Расчет нагрузки на фундамент можно выполнить полностью самостоятельно с учетом точных характеристик используемых материалов. Но вполне достаточно будет воспользоваться таблицей ниже. В ней приведены средние значения, но нагрузка на фундамент от этого изменится некритично.
| Конструкция | Величина нагрузки, кг/м2 | Коэффициент надежности |
|---|---|---|
| Стена из кирпича 510 мм | 920 | 1,3 |
| Стена из кирпича 640 мм | 1150 | |
| Брусовая стена 150 мм | 120 | 1,1 |
| Брусовая стена 200 мм | 160 | |
| Стена по деревянному каркасу с утеплением 150 мм | 30-50 | |
| Перегородки из гипсокартона 80 мм | 30 | |
| Перекрытие из плит ПК с цементной стяжкой | 625 | 1,2 |
| Перекрытие деревянное с утеплением | 150 | 1,1 |
| Фундамент из железобетона в кг/м3 (!) | 2500 | 1,2 — для сборного 1,3 — для монолитного |
| Крыша с учетом типа покрытия | ||
| Металл | 60 | 1,05 |
| Керамика | 120 | 1,2 |
| Битумные материалы | 70 | 1,1 |
| Временные нагрузки | ||
| От людей и мебели | 150 | 1,2 |
| Снежный покров | По СП "Нагрузки и воздействия" табл. 10.1 с учетом расположения участка строительства | 1,4 |
Нагрузку на фундамент каждого типа, чтобы верно посчитать сечение, умножают на коэффициент надежности.
Расчет подошвы по несущей способности
Ленточный фундамент, расчет которого необходимо выполнить, требует использования всего одной формулы. Чтобы подобрать размеры ленточного фундамента, считают так:
В = Р/(L*R),
Здесь буква В означает ширину фундаментов, которую требуется найти. P — это масса всего здания с учетом подземной части, которую поможет найти посчитанный сбор нагрузок. R — это прочность основания из первой таблицы статьи. L — общий периметр ленточной конструкции. Чтобы правильно рассчитать фундамент, в периметр нужно включить как наружные, так и внутренние стены подвала.
Пример расчета
Вычисления включают в себя следующие шаги:
- подбор геометрических параметров;
- расчет бетона на фундамент;
- и расчет армирования ленточного фундамента.
Пример расчета геометрии
Для расчета фундамента возьмем двухэтажный кирпичный дом с наружной стеной 510 мм, суммарная высота наружной стены —4,5 м. Внутренних стен нет. Он расположен в г.Москва, грунт на участке — среднезернистый песок (R = 5 кг/см2). Перекрытия (2 шт., над подвалом и над первым этажом) из плит ПК, перегородки гипсокартонные высотой 2,7 м и общей протяженностью 20 м. Высота этажа — 3 м, размеры в плане — 6х6 м. Вода на участке залегает низко, поэтому принято решение строить заглубленный фундамент высотой 2 м. Крыша четырехскатная с покрытием из металла. Наклон ската — 30°.
Пример расчета начинается со сбора нагрузок в форме таблицы.
| Тип нагружения | Вычисления |
|---|---|
| Фундамент монолитный (предварительно шириной 0,6 м по периметру здания, равному 36 м) | 36м*0,6м*2м*2500кг/м3*1,3 = 140400 кг |
| Стена из кирпича | 6м*4,5м*4шт.*920 кг/м2*1,3 = 129168 кг |
| Гипсокартонные перегородки | 20м*2,7м*30кг/м2*1,1 = 1782 кг |
| Перекрытия | 2шт*6м*6м*625 кг/м2*1,2 = 54000 кг |
| Крыша | 6м*6м*60кг/м2*1,05 = 2268 кг 2268 кг/cos30° = 2607 кг |
| Полезное | 2 перекрытия*36м2*150кг/м2*1,2 = 12960 кг |
| Снеговое | 36м2*180кг/м2*1,4 = 9072 кг |
| Сумма | 349 989 кг |
В = Р/(L*R) = 349989кг/ (36000см*5кг/см2) = 1,94м. Конструкция рассчитана.
Рассчитанный размер ширины округляем до 2 м. Для ширины по всей высоте это много, достаточно будет 50 см под стены 51 см. Свес 1 см допускается (максимальный составляет 4 см в одну сторону). Ширина подошвы больше той, которая использована в расчете, но по всей высоте размер меньше первоначального. По этой причине нет необходимости переделывать вычисления с новой массой подземной конструкции.
Подсчет бетона
Перед покупкой смеси должна быть вычислена ее необходимая кубатура. Для этого потребуется просто найти объем ленты. К количеству бетона для ленточного фундамента рекомендуется прибавить запас в 5—7%.
Армирование
Арматура для ленточного фундамента нужна, чтобы скомпенсировать изгибающие воздействия. Какую арматуру использовать правильно для армирования? Здесь все зависит от высоты подземной части и ее длины. Чтобы понять, какая арматура нужна в качестве рабочей, делают простые вычисления. Расчет количества арматуры выполняется так, чтобы ее суммарное сечение составляло 0,1% от сечения бетонной конструкции. При этом есть минимальные конструктивные требования:
- Какая арматура нужна для конструкции с длиной стороны менее 3 м? Ответом будет сечение 10 мм.
- При длине стороны более 3 м потребуется 12-ти миллиметровая арматура для фундамента.
Расчет выполняют приблизительно. Рассчитать арматуру более точно сможет только профессионал. Шаг рабочих прутов подбирают так, чтобы они были распределены равномерно. Желательно использовать одинаковый шаг, располагая элементы в нижней части ленты, наверху и посередине.
Дальше требуется рассчитать количество для хомутов. Они соединяют рабочие детали каркаса между собой. Раскладка арматуры в ленточном фундаменте предполагает наличие вертикальных и горизонтальных хомутов. Их изготавливают из стержней диаметром 8 мм. Шаг назначают в пределах 20—30 см. В углах шаг уменьшают в два раза.
Вычисление количества арматуры для ленточного фундамента помогает сэкономить время и деньги. Зная точное количество арматуры для каждого диаметра и ее шаг можно легко выполнить усиление ленты и закупить материалы.
Расчет ширины ленточного фундамента
Монолитные и сборные фундаменты ленточного типа являются наиболее распространенными в малоэтажном строительстве. Это объясняется оптимальным соотношением надежности, несущей способности и финансовых затрат на строительство.
От чего зависит оптимальная ширина ленты
Размеры поперечного сечения ленточного фундамента определяются проектным расчетом и зависят от таких факторов как:
- тип грунта на участке застройки;
- глубина промерзания почвы;
- уровень залегания грунтовых вод;
- расчетный вес здания с учетом снегового покрова;
- ветровые нагрузки на стены и кровлю;
- материал, из которого будет возводиться основание.
Для сбора исходных данных приходится использовать справочную литературу, проводить гидрогеологические изыскания на участке.
Нормативные документы
Ширина ленточного фундамента, прежде всего, привязана к несущей способности грунта. Для плотной устойчивой почвы достаточно добавить по 70-100 мм с каждой стороны от толщины стены для получения оптимальной ширины ленты. А вот при неплотном и рыхлом грунте ее необходимо значительно увеличивать — в некоторых случаях она может достигать 900 мм.
Чтобы избежать большого расхода бетона или каменных материалов, применяют составные конструкции из широкой бетонной опоры внизу и верхней части ленты, ширина которой зависит от толщины стен. Основная проблема широких ленточных фундаментов заключается в невозможности их применения на подвижных пучинистых почвах и при высоком уровне грунтовых вод.
Нормативных документов, которые следует использовать при выполнении расчетов, три:
-
– Нагрузки и воздействия; – Основания зданий и сооружений; – Строительная климатология.
В первом изложена методика расчета фундамента. Во втором приведены стандартные требования к фундаментным конструкциям. В третьем указана глубина промерзания грунта по климатическим зонам для большинства крупных населенных пунктов.
Получить данные о глубине залегания грунтовых вод, определить тип и структуру грунта можно только на основании гидрогеологических изысканий на участке. Их проводят специализированные организации, проводя пробное бурение на глубину ниже точки промерзания. Услуга эта не дешевая, но воспользоваться ею нужно, поскольку на надежности и безопасности не экономят.Минимальная ширина
Методика расчета размеров сечения ленты определяет не конкретное числовое значение ширины, а величину, меньше которой она быть не должна. Реальное основание обычно на 10-20% больше, а минимальная ширина ленточного фундамента нужна для определения оптимального значения ширины и снижения расходов на строительство.
Иногда, при плотном устойчивом грунте и получении в расчетах минимальной ширины фундамента 200-250 мм, применяют компромиссный вариант. Строят нижнюю часть узкой, а верхние 300-400 мм определяют толщиной стен. Такой способ можно часто увидеть при строительстве легких бань, веранд и хозяйственных построек.
Максимальная ширина
В указанных выше нормативных документах понятие максимальной ширины фундаментной ленты отсутствует. Проектный расчет ширины ленточного фундамента должен быть направлен на обратное – определение оптимальных размеров с целью снижения финансовых затрат.
Однако, есть один важный нюанс, который следует учесть при строительстве зданий с обустройством подвала. В этих случаях ограничение максимальной ширины фундамента существует. Оно связано с весовым давлением на грунт и зависит от длины каждой отдельной стены, а также материала, из которого она сделана.
Для стен длиной до 3 метров фундаментная подошва должна быть не более:
- бетонный монолит – 400 мм;
- бетонные фундаментные блоки – 500 мм;
- бутобетон – 600 мм;
- кирпич полнотелый – 750 мм;
- бутовый камень – 800 мм.
Если стены длиной более 3 метра, то максимально допустимая ширина составляет:
- железобетонный монолит – 500 мм;
- бетонные фундаментные блоки – 600 мм;
- бутобетон – 800 мм;
- кирпич полнотелый – 900 мм;
- бутовый камень – 1000 мм.
Эти данные не являются нормативным требованием и взяты из практических наблюдений строителей. Поэтому их следует учитывать при расчетах, но не принимать за безусловные.
Какие данные потребуются для расчета
Кроме климатологических показателей региона, гидрогеологической структуры грунта и определения материала фундаментных стен, для разработки проекта требуется определить полный вес постройки, несущую способность грунта и длину стен.
Определение нагрузки от здания
Весовая нагрузка на ленточный фундамент определяется по простой формуле:
М+П+С+В, где:
- М – мертвая масса здания, включающая вес всех строительных конструкций и элементов, в том числе фундамента;
- П – полезная нагрузка или вес всего, что будет находиться внутри постройки и создавать давление на перекрытия;
- С – максимально возможная масса снегового покрова зимой и в начале таяния;
- В – ветровое давление на стены и кровлю.
Полученный расчетный результат следует умножить на коэффициент 1,2-1,25, обеспечивая 20-25% запаса прочности конструкции ленточного фундамента.
Несущая способность или сопротивление грунта
Этот показатель приводится в нормативной литературе и определяется ГОСТ 25100-95 «Классификация грунтов». Для наиболее распространенных типов почвы он составляет (в кг/см 2 ):
- суглинок – 1,5-2,8;
- глина сухая плотная – 1,6-3,0;
- песок мелкозернистый – 2,2-3,4;
- среднезернистый – 2,5-3,6;
- супесь – 2,6-3,6;
- песок крупных фракций – 3,6-4,6;
- гравий, щебень, галька – 5,1-6,5.
На показатель сопротивления весовым нагрузкам также влияет влажность, текучесть и пористость почвы, которые приходится учитывать при подготовке расчетных данных.
Пример расчета ширины подошвы под ленточный фундамент
Определение размера опорной фундаментной подошвы производится по формуле:
Ширина = масса здания : длина стен : сопротивление грунта
Предположим, что первоначальные расчеты при сборе данных показали:
- здание из газобетонных блоков с учетом полезной, снеговой и ветровой нагрузки создает весовое давление 165800 кгс;
- общая длина фундаментной ленты в доме 10 х 8 метров с одной поперечной перемычкой составляет 44 метра или 4400 см;
- грунт – сухая плотная глина с несущей способностью 1,9 кг/см 2 .
На основании этих показателей выполняем расчет ширины ленты для дома из газобетона:
165800 : 4400 : 2,1 = 19,83 см, округляем до 20 см
Получается, минимальная ширина ленты может быть равна 20 см. Однако, толщина газобетонных блоков 300 мм и фундамент должен выступать за края стены как минимум на 5 см. Следовательно, оптимальная ширина подошвы будет равна 400 мм, что обеспечит двойной запас прочности конструкции. К слову, полный просчет ленточного основания представлен тут, а вопрос оптимальной глубины заложения ленты рассмотрен здесь.
Усредненные значения ширины ленты для различных типов построек
Как показывают результаты эксплуатации здания, средняя ширина монолитного ленточного фундамента, в зависимости от типа грунта и размеров постройки, составляет:
Бани, веранды, гаражи, сараи и другие легкие хозяйственные постройки:
- на плотном грунте и глине – 250 мм;
- суглинки – 300 мм;
- песок и супеси – 350 мм;
- рыхлый песок, насыпные грунты – 450 мм.
Ширина ленты фундамента для одноэтажного дома из газобетона и легких каркасных зданий:
- плотный грунт и сухая глина – 300 мм;
- суглинки – 350 мм;
- крупно- и среднезернистый песок и супеси – 400 мм;
- рыхлый песок, плохо уплотненный насыпной грунт – 450 мм.
Под кирпичный дом высотой до двух этажей:
- плотные типы грунта – 500 мм;
- супеси и слежавшиеся пески – 600 мм.
Для строительства тяжелых домов на рыхлых, пучинистых и неустойчивых грунтах от ленточного основания лучше отказаться и подобрать другой тип основания. Однако, сначала обратитесь за консультацией к опытному специалисту. Не исключается, что в ваших расчетах есть ошибка.
Расчет ленточного фундамента
Перед тем как непосредственно приступить к возведению ленточного фундамента, необходимо узнать основные его параметры: глубину заложения и площадь основания. Начнем мы, пожалуй, с самого простого – с расчета глубины залегания.
Глубина и ширина фундамента
Глубина рассчитывается исходя из качественных показателей грунта и характеристики возводимого объекта. Так, если постройка массивная, например, двухэтажный кирпичный дом, то фундамент заглубляется вплоть до границы промерзания грунта (для надежности на 300 мм глубже), которая для каждого региона принимает свое значение. Часть фундамента изготавливают над нулевым уровнем на 300 мм. Итого, общая глубина для «тяжелых» сооружений и сложных грунтов составляет: ГПГ+600 мм, где ГПГ – глубина промерзания грунта. Для легких конструкций, например, деревянных домов, бань или когда возводится фундамент для забора, он может заглубляться всего на 500 мм. В этом случае предполагается, что вспучивание грунта будет протекать равномерно и не скажется на целостности постройки.
Что касается остальных размеров, то ширину каждой полосы, как правило, принимают равной 400 мм. Осталось только узнать общую площадь поверхности.
Расчет площади
Для чего необходимо рассчитывать площадь подошвы? Все очень просто! Всего лишь для того, чтобы определить номинальную площадь, благодаря которой возводимый объект будет устойчивым. Проще говоря – чтобы дом неравномерно не ушел в землю под действием суммарной нагрузки на грунт. Ведь постройка может не только выталкиваться вспученными грунтами во время их сезонного промерзания, но и за счет высоких нагрузок продавливать грунт. И та и другая ситуация чревата разрушением постройки.
Площадь подошвы фундамента (S) рассчитывается по следующей формуле:
k(n) – коэффициент надежности, который обычно принимают равным 1,2, т.е. запас площади равен 20%;
F – суммарная расчетная нагрузка на грунтовое основание. Сюда входит нагрузка от дома, фундамента, полезная нагрузка и т.д. – все, что способствует увеличению давления на опору ленточного фундамента;
k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины пластичной и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены до 1,4 для крупного песка и не жестких конструкций;
R – расчетное сопротивление грунта (для некоторых приведено в таблице ниже).
Таким образом, единственным неизвестным для расчета площади остается общая нагрузка на грунт.
Нагрузка от дома и фундамента
В специальных справочниках вы можете найти средние значения удельных весов различных конструкций дома. Зная площадь этих элементов, несложно подсчитать и примерную нагрузку от них на грунтовое основание.
Также необходимо брать в расчет временные нагрузки, которые создаются, например, снежным покровом. Для средней полосы России удельную нагрузку снежного покрова принимают равной 100 кг на каждый квадратный метр кровли, для южной – 50, для северной – 190. Соответственно, эти величины нужно умножить на значение площади кровли.
Также нужно принимать во внимание нагрузку от фундамента. Но, т.к. для расчета этой нагрузки нам необходимо знать его площадь (для измерения объема, а затем и его массы), что в свою очередь усложняет работу формулы определения площади подошвы, принимаем фундамент с одной внутренней стеной и шириной полосы, равной 400 мм. Далее объем умножаем на среднюю плотность железобетона (2400) и получаем нагрузку. Свайно-ленточный фундамент рассчитывается по более упрощенной схеме.
Осталось только сложить все нагрузки и подставить их в формулу, чтобы провести расчет общей площади ленточного фундамента и сделать корректировку на ширину каждой полосы и их длину.
Читайте также: