Вес фундамента под опору

Обновлено: 29.04.2024

Расчет фундамента под стойку ограждения:

Согласно ТУ 5284-001-56506912-03 вес 1 кв.м. панели не более 15,4 кг.

Высота ограждения – 2.91 м.

Шаг опор – 3.018 м.

Вес стойки ограждения – 43.41 кг.

Итого вес ограждения:

Нормативный: Nн=43.41кг+15,4кг/м2*2.91м*3.018м=178.66 кг

Расчетная: Nр=178.66 кг *1 = 178.66 кг (коэф. по нагрузке=1, так как в расчете по деформациям учитываются нормативные нагрузки)

Ветровая нагрузка:

Определяем ветровую нагрузку по ф. 11.1 (СП20.13330.2016):

wm - нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки;

wp – пульсационная составляющая.

Определяем нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки:

w0 =0.30 кПа=30 кг/м2 (для района II по табл. 11.1 СП20.13330.2016);

k5(ze) =0.5 (по табл. 11.2 СП20.13330.2016 для местности типа В);

cx=1.8 (произведем расчет для уч.B, согласно п.п.В1.1 Приложения В СП20.13330.2016)

wm= 30 кг/м2*0.5*1.8=27 кг/м2

Определяем пульсационную составляющую:

Для определение пульсационной составляющей находим предельное значение собственных колебаний flim:

Фундаменты опор ВЛ

«Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4–750 кВ / под ред. Е. Г. Гологорского.» считаю одним из лучших пособий для сметчика, т.к. в нем дано очень много нужной для сметчика информации.

Представлю несколько фрагментов из этой книги со своими комментариями.

Конструкция фундаментов выбирается в соответствии с типом опоры, действующей на фундамент нагрузкой, а также характеристикой грунта, в который будет заделан фундамент.

В качестве фундаментов опор применяются монолитный бетон, сборный железобетон, сваи и в некоторых случаях – металлические фундаменты. У железобетонных опор, нижний конец стойки которых заделывается в грунт, фундаментом служит низ стойки, иногда усиленный ригелями.

Деревянные опоры всех типов устанавливаются без фундаментов.

Для стальных и некоторых видов железобетонных опор на оттяжках наибольшее распространение получили железобетонные сборные фундаменты, устанавливаемые в котлованы. При изготовлении на заводе фундаменты поступают на линию или в виде готовых к установке конструкций (подножников, свай, плит, ригелей, ростверков), или в виде отдельных деталей (рис. 1.1).

Широкое применение железобетонных подножников заводского изготовления возможно в грунтах почти всех категорий, что резко снижает трудоемкость устройства фундаментов, а также объемы земляных работ, расход бетона и в конечном счете стоимость сооружения. Применение железобетонных подножников заводского изготовления позволяет выполнять сооружение фундаментов под опоры ВЛ практически в любое время года.

Рис. 1. Детали сборных железобетонных фундаментов опор ВЛ: а – прямой подножник; б – наклонный подножник; в – пригрузочная плита; г – ригель; д – свая; е – ростверк; ж – анкерная плита для крепления оттяжек Рис. 1. Детали сборных железобетонных фундаментов опор ВЛ: а – прямой подножник; б – наклонный подножник; в – пригрузочная плита; г – ригель; д – свая; е – ростверк; ж – анкерная плита для крепления оттяжек

С целью ограничения числа типов железобетонных подножников и свай, предназначенных для массового изготовления на заводе, они унифицированы. Шифровка фундаментов основной номенклатуры определяется буквой Ф – фундамент и цифрой, которая указывает типоразмер фундамента. Специальные фундаменты имеют после первой буквы в шифре дополнительную букву С, укороченные – К, повышенные – П. После цифры, обозначающей типоразмер фундамента, через дефис проставляется буква или цифра, указывающая на его применение:

А – под анкерно‑угловые опоры; О – под стойки опор с оттяжками; 2 – под опоры с башмаками, имеющими два отверстия; 4 – под опоры с опорными башмаками, имеющими четыре отверстия. В случае установки на фундаментах неосновных вариантов наголовников (с болтами диаметром 48 мм или болтами длиной 350 мм) после буквы А основного шифра через дефис проставляются цифры соответственно 48 или 350.

Ф4‑А – фундамент 4‑го типоразмера под анкерно‑угловую опору;

ФС 2–4 – фундамент специальный 2‑го типоразмера под опору с башмаками, имеющими четыре отверстия, т. е. фундамент с четырьмя болтами;

ФК 1–О – фундамент укороченный 1‑го типоразмера под стойку опоры на оттяжках.

Для шифровки фундаментов дополнительной номенклатуры к шифру основного фундамента добавляют букву:

в шифре вариантов фундаментов с модернизированным оголовком после буквы А добавляется буква М – модернизированный, например Ф3‑АМ, Ф5‑АМ;

в шифре вариантов фундаментов со сварным или болтовым соединением стойки с нижней частью после букв ФП и ФС добавляется буква С, обозначающая сварной, или буква Б – болтовой вариант.

Например, ФПС5‑А – вариант повышенного фундамента ФП5‑А со сварным соединением стойки и нижней части; ФСБ2‑4 – вариант специального фундамента ФС‑4 с болтовым соединением стойки и нижней части.

Для изготовления железобетонных фундаментов применяется бетон марок 200, 300 и 400 (по прочности на сжатие), приготовленный на портландцементе. При наличии на трассе агрессивных к бетону грунтовых вод для приготовления бетона применяется цемент, стойкий к конкретному виду агрессии.

Для армирования железобетонных фундаментов применяется арматура из горячекатаной углеродистой или низколегированной стали. Для линий электропередачи, строящихся в районах с расчетной наружной температурой воздуха до –30 °C, разрешается применять арматуру из кипящих сталей; для линий, строящихся в районах с расчетной температурой воздуха от –30 до –40 °C, разрешается применение арматуры из полуспокойной стали, а для районов с температурой ниже –40 °C – только из стали спокойной плавки.

Для промежуточных и анкерно‑угловых стальных опор основным конструктивным элементом фундаментов принят подножник грибовидной формы, а для анкерно‑угловых опор и опор с оттяжками применяются подножники с наклонными стойками, ось которых является продолжением пояса опоры и оси оттяжки. Это резко снижает горизонтальные нагрузки на фундамент. Для крепления оттяжек вантовых опор применяются также составные фундаменты с навесными плитами прямоугольного сечения. Эти фундаменты получаются сочетанием грибообразного подножника и навесных плит.

Выбор типов фундаментов производится на основании установочных чертежей, разработанных для каждого типа опоры. На установочных чертежах приводятся: план расположения фундаментов; привязка ригелей, пригрузочных плит; район по гололеду и скоростной напор ветра, а для анкерно‑угловых опор – угол поворота на линии. На чертежах фундаментов указывается степень уплотнения грунта засыпки.

Под анкерно‑угловые опоры разработано семь типов фундаментов: Ф1‑А; Ф2‑А; Ф3‑А; Ф4‑А; Ф5‑А; Ф6‑А и ФС. Под промежуточные и промежуточно‑угловые опоры разработаны шесть типов фундаментов: Ф1; Ф2; Ф3; Ф4; Ф5; Ф6 и фундамент типа ФС.

При прохождении трассы ВЛ в районах рек, болот, по косогорам применяются повышенные составные подножники типа ФП со сварным – С или болтовым – Б соединениями стойки с нижней частью. Основные типы, характеристики сборных железобетонных фундаментов и подножников для ВЛ 35–500 кВ приведены в табл. 1-4.

Сооружение фундаментов под опоры

Железобетонные фундаменты под опоры выполняют роль несущих конструкций, которые используются для возведения высоковольтных и воздушных линий электропередач, а также при установке их составляющих. Железобетонные фундаменты повышают устойчивость опор линий электропередач, тем самым продлевая их эксплуатационный срок, снижают трудоемкость устройства фундамента и объемы земляных работ, уменьшают расход бетона и, в конечном счете, итоговую стоимость сооружения. Конструкция фундаментов под опоры рассчитана на значительные весовые и ветровые нагрузки, а также на нагрузки от натяжения проводов и грозозащитных тросов. Вся нагрузка, которую воспринимают на себя эти ЖБИ изделия, равномерно распределяется на грунтовую поверхность. Установка железобетонных фундаментов заводского изготовления может осуществляться независимо от времени года и на любых видах грунта.

Выбор фундамента прежде всего зависит от типа опоры, угла её поворота на линии (в случае анкерно-угловых опор), предполагаемых ветровых и весовых нагрузок, которые будут действовать на фундамент, климатических особенностей и характеристик грунта на месте строительства. Глубина заложения фундамента также будет зависть от гидрогеологических, инженерно-геологических и климатических условий местности. В зависимости от требований заказчика и возможностей грунта осуществляется выбор в пользу монолитной либо составной конструкции фундамента. Благодаря тому, что составной фундамент представлен в виде двух частей, становится возможна его установка на достаточно большой глубине, составляющей пять метров и более. Если высота опор превышает 16 метров, железобетонные фундаменты устанавливаются в обязательном порядке. Все фундаменты, представленные в нашем интернет-магазине, подходят как для железобетонных, так и для металлических опор линий электропередач.

Унифицированные железобетонные фундаменты представляют собой конструкцию, состоящую из опорной плиты квадратной формы, поверх которой расположен вертикальный столб. Сечение столба одинаковое по всей длине, а в верхней его части находятся закладные элементы, предназначенные для закрепления опор линий электропередач. Сторона опорной плиты варьируется от 1200 до 2700 мм, а высота конструкции составляет от 2700 до 3200 мм. Унифицированные фундаменты предназначены для применения в умеренной климатической зоне при расчетной температуре наружного воздуха до -40 градусов включительно, на сухих и водонасыщенных грунтах с разной степенью воздействия грунтовых вод и в районах с повышенной сейсмической активностью до 9 баллов. Монтаж железобетонных фундаментов может осуществляться только после завершения земляных работ, которые включают в себя выемку, перемещение, укладку и уплотнение грунта.

Процесс установки опор линий электропередач является одним из наиболее важных и сложных этапов строительства, связанных с применением средств большой механизации. Выбор способа установки опор зависит от их типа, конструкции железобетонных фундаментов, местных условий на трассе, а также парка машин и механизмов, используемых для погрузочно-разгрузочных и монтажных работ. В настоящее время способы установки опор можно разделить на три основные группы:

У большинства металлических опор основание состоит из четырех отдельно расположенных элементов, расстояние между которыми принято называть базой опоры. Закрепление металлических опор линий электропередач на железобетонных фундаментах выполняется с помощью болтов. При установке опор с оттяжками применяются специальные типы фундаментов со штырями.

Разновидности фундаментов опор

Существует несколько типов фундаментов для опор линий электропередач, среди которых можно выделить: унифицированные монолитные и составные фундаменты; свайные фундаменты; анкерные, опорные и подкладные плиты; железобетонные ригели; железобетонные приставки.

Унифицированные монолитные и составные фундаменты, изготовленные в соответствии с Серией 3.407-115, Серией 3.407.1-144, а также чертежами ТП 13478тм, применяются при строительстве решетчатых (свободностоящих) металлических опор ЛЭП с напряжением от 35 до 500 кВ. Конструкция монолитных фундаментов включает в себя железобетонную опорную плиту квадратной формы, на которой расположена вертикальная либо наклонная стойка с одинаковым сечением по всей длине. В верхней части стойки находятся закладные элементы для закрепления металлических опор линий электропередач. Составная конструкция фундаментов опор отличается наличием навесных плит. Унифицированные железобетонные фундаменты отличаются высокой прочностью, надежностью и долговечностью. Данные изделия рассчитаны на применение в песчаных и глиняных грунтах, а также на супесях и суглинках. Немаловажным преимуществом фундаментов данного типа является возможность их монтажа на достаточно большой глубине, достигающей пяти метров и более.

Свайные фундаменты изготавливаются в соответствии с Серией 3.407-115, Серией 3.407.9-146 и ТП 12614тм-т1. Внешне эти изделия представляют собой цельные забивные железобетонные конструкции квадратного сечения с заостренным наконечником и оголовком, которые используются для устройства фундамента опор ЛЭП с напряжением от 35 до 500 кВ на слабых, неустойчивых и болотистых грунтах. Длина железобетонных свай может варьироваться от 6 до 12 метров, а диаметр поперечного сечения составлять 250х250 мм либо 350х350 мм. Свайный фундамент надежно фиксирует опоры линий электропередач, равномерно передает как динамические, так и статические нагрузки на грунт, а также препятствует его деформации в период замерзания, оттаивания и при нагрузке от грунтовых вод. Фундаменты из железобетонных свай могут входить с состав одно-, двух- и четырехсвайных конструкций в каждом элементе закрепления.

Анкерные, опорные и подкладные плиты изготавливаются в соответствии с Серией 3.407-115 и относятся к типовым конструкциям для установки опор ЛЭП. Анкерные плиты применяются для фиксации оттяжек стальных и железобетонных опор с напряжением от 35 до 500 кВ. Внешне эти изделия представляют собой монолитные железобетонные конструкции прямоугольной формы. Всего изготавливается шесть типоразмеров анкерных плит с продольным ребром жесткости по центру. Опорные плиты используются для опирания железобетонной стойки опоры ЛЭП на слабых грунтах. Изделия оснащены стаканом для установки и изготавливают как круглой, так и квадратной формы. Подкладные плиты применяются на слабых грунтах для расширения площади опирания фундаментов опор до размеров 3600х3600 мм. Изготавливаются подкладные плиты в форме плоской прямоугольной конструкции.

Железобетонные приставки изготавливаются в соответствии с Серией 3.407-57/87, согласно техническим условиям ГОСТ 14295-75, и применяются при монтаже одноцепных железобетонных опор ЛЭП с напряжением до 35 кВ. Помимо этого, трапецеидальные приставки часто используют во время установки телефонных и телеграфных линий связи. Данные изделия подходят для применения как в слабоагрессивной, так и сильноагрессивной среде, в IV и V гололедно-ветровых районах при температуре воздуха не ниже -55 градусов и расчетной сейсмической активности до 9 баллов включительно.

Ригели железобетонные изготавливаются в соответствии с Серией 3.407-115 и Серией 3.407.9-158. Данные изделия применяются при строительстве опор ЛЭП с напряжением от 35 до 750 кВ. Железобетонные ригели служат для увеличения боковой поверхности и несущей способности фундаментов опор в случаях, когда на них действуют горизонтальные опрокидывающие нагрузки из-за силы натяжения проводов. Особенно актуально использование ригелей при возведении опор на слабых грунтах. В зависимости от области применения, данные ЖБИ могут отличаться габаритными размерами и поэтому имеют различные маркировки. Крепление ригелей железобетонных на центрифугированные, вибрированные железобетонные стойки, а также унифицированные фундаменты осуществляется специальными хомутами через предусмотренные конструктивные отверстия.

Под анкерно-угловые опоры разработано шесть типов унифицированных фундаментов с вертикальными (Ф1-А, Ф2-А) и наклонными (ФЗ-А, Ф4-А, Ф5-А, Ф6-А) стойками, которые доступны для заказа на нашем сайте.

Под промежуточные и промежуточно-угловые опоры также разработано шесть типов фундаментов с маркировками Ф1, Ф2, Ф3, Ф4, Ф5, Ф6 и фундаменты типа ФС.

Стандарты маркировки фундаментов опор

Технические характеристики фундаментов опор

Прочность готовых железобетонных изделий зависит не только от технологии производства, но и от качества материалов, которые используются при их изготовлении. Фундаменты под опоры ЛЭП принято изготавливать из тяжелого бетона класса B30 (M400) по прочности на сжатие. Тяжелый бетон традиционно используется для производства ЖБИ изделий с высокой расчетной нагрузкой, так как обладает достаточной прочностью, хорошо противостоит растрескиванию и имеет высокий уровень водонепроницаемости. Помимо этого, в бетонную смесь могут быть добавлены специальные присадки, улучшающие эксплуатационные характеристики готового изделия и повышающие его гидрофобную защиту. Марка бетона по морозостойкости назначается в диапазоне от F150 до F300. Этот показатель зависит от типа изделия и климатических условий в районе эксплуатации. Марка бетона по водонепроницаемости также подбирается исходя из конкретных требований проекта и варьируется в пределах W4-W6, благодаря чему изделия не склонны к появлению коррозии и могут выдержать воздействие различных химических факторов.

К выбору бетонной смеси при производстве фундаментов опор подходят с особой тщательностью в силу того, что на данные ЖБИ будет приходиться достаточно большая доля нагрузки. Для изготовления тяжелого бетона принято использовать бетонную смесь с добавлением известнякового либо гранитного щебня, фракционность которого зависит от области применения фундаментов. Также бетонная смесь может содержать специальные присадки, увеличивающие прочность готового изделия, если того требует строительный проект. Пластифицирующие, газообразующие и воздухововлекающие добавки, которые входят в состав бетонной смеси, обеспечивают необходимый уровень морозостойкости, что позволяет железобетонным фундаментам выдерживать множество циклов замораживания и оттаивания без появления трещин на поверхности изделий.

Фундаменты под опоры ЛЭП имеют достаточно большой запас прочности и долговечности, который достигается благодаря использованию качественной бетонной смеси, прочного армирования, а также добавления специальных пластифицирующих, воздухововлекающих и газообразующих добавок. Вся продукция, изготовленная на ЖБИ заводе в соответствии с действующими требованиями ГОСТ, характеризуется рядом таких преимуществ, как:

Повышенная механическая прочность
Простота и удобство монтажа
Устойчивость к динамическим и статическим нагрузкам
Возможность эксплуатации в условиях агрессивной среды
Продолжительный срок службы

Хотите быстро рассчитать стоимость железобетонных фундаментов с доставкой на объект? Заполните заявку через виджет и отправьте её нам! Мы свяжемся с Вами в течение 15 минут и озвучим итоговую стоимость Вашего заказа!

Производство фундаментов опор

Жёсткость, прочность и устойчивость изделий к возникновению трещин
Физическая прочность, водонепроницаемость и морозостойкость бетона
Обязательная гидроизоляция изделий (защита от коррозии)
Толщина защитного бетонного слоя, вплоть до арматуры

В настоящее время при производстве всех ЖБИ изделий используется одна из трех технологических схем:

Каждая из этих трех технологий имеет определенные преимущества и применяется ЖБИ заводами в зависимости от их производственных мощностей и сортамента продукции. Само же изготовление железобетонных фундаментов осуществляется путем их формования в горизонтальных металлических опалубках. Формование может осуществляется двумя способами: методом вибрационного прессования либо методом вибрационного литья.

Метод вибрационного прессования предполагает использование металлических форм (опалубок), внутрь которых помещается стальной армирующий каркас. Пока опалубка заполняется бетонной смесью, параллельно запускаются специальные вибраторы, установленные внутри формы для равномерной усадки бетонной смеси. Такая технология позволяет бетону заполнить все пространство без каких-либо пустот и обеспечить необходимую плотность готового ЖБИ. Для увеличения прочности железобетонных изделий, их пропаривают в специальных камерах, нагретых до 50-70 градусов. Процедура пропаривания позволяет существенно улучшить процесс схватывания бетонной смеси и избежать трещин при высыхании. Когда бетон набирает достаточный уровень прочности, производят распалубку изделия с применением крана-балки.

При изготовлении ЖБИ изделий особое внимание уделяется защитному слою бетона. Защитный бетонный слой помогает сохранить арматуру, находящуюся внутри изделия, от промерзания и появления коррозии. Защитным бетонным слоем покрывается вся арматура, за исключением монтажных петель.

Метод вибрационного литья также предполагает подготовку стальных армирующих каркасов, которые помещаются в формы для последующей заливки бетонной смесью. При использовании метода вибрационного литья бетонная смесь заливается в металлическую либо металлопластиковую опалубку в несколько приемов. Усадка бетонной смеси выполняется с помощью глубинного вибратора, после чего её тщательно выравнивают. В процессе изготовления осуществляется перемешивание смеси инструментом с фибровым волокном, сделанным из пластика либо металла. После завершения заливки бетонной смеси, формы выдерживаются в сухом помещении до полного затвердения. В помещении необходимо поддерживать номинальную температуру и влажность, а также контролировать процесс сушки, чтобы бетон поднялся и удерживал заданную форму. Ускорить процесс схватывания можно путем добавления специальных растворов.

После извлечения железобетонных изделий из формовочной емкости, проводится их приемка: осуществляется визуальный осмотр на предмет выявления дефектов бетонной поверхности, наплывов на торцевых частях, трещин, выступающей арматуры, отклонений по геометрическим параметрам (длине, толщине, ширине и диаметру), проверяется наличие монтажных петель, а также возможность их корректного использования при подъеме изделий в процессе монтажа. Когда приемка успешно завершена, железобетонные изделия могут быть дополнительно покрыты защитным полимерным составом.

Преимущества железобетонных фундаментов опор

При строительстве любого объекта, наиболее жесткие требования предъявляются к качеству фундамента. Использование унифицированных фундаментов под опоры линий электропередач позволяет получить прочное, надежное и износостойкое основание, соответствующее требованиям всех действующих нормативов. Монтаж опор ЛЭП можно осуществлять сразу после установки фундаментов.

К основным преимуществам железобетонных фундаментов можно отнести:

Прочность конструкции. Железобетонные фундаменты обладают высоким уровнем грузовой выносливости, рассчитаны на значительные весовые и ветровые нагрузки, а также на нагрузки от натяжения проводов и грозозащитных тросов
Качество. Используемая сырьевая база, из которой изготавливается бетонная смесь, а также прочная арматурная основа при выпуске конструкций дает возможность получения надежного и устойчивого фундамента, которому не страшны агрессивные условия окружающей среды
Благодаря добавлению в бетонную смесь специальных присадок, железобетонные фундаменты становятся невосприимчивыми к резким перепадам температур, влажности и другим сезонным изменениям климата
Соответствие требованиям ГОСТ. Железобетонные фундаменты, изготовленные в заводских условиях, всегда соответствуют заданным геометрическим параметрам и техническим характеристикам
Универсальность использования. Фундаменты опор рассчитаны на применение в умеренной климатической зоне, при расчетной температуре наружного воздуха до -40 градусов включительно, на сухих и водонасыщенных грунтах с разной степенью воздействия грунтовых вод и в районах с повышенной сейсмической активностью до 9 баллов
Быстрый и простой монтаж. Сборка фундамента под опоры линий электропередач осуществляется всего в несколько этапов с помощью специальной техники
Доступность и выгодная цена. Унифицированные фундаменты являются одними из самых доступных по наличию и выгодных по итоговой сумме счета

Изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ унифицированные фундаменты опор линий электропередач обладают повышенной жесткостью, морозоустойчивостью, водонепроницаемостью, с течением времени не подвергаются деформации и долго сохраняют свои первоначальные эксплуатационные свойства.

Площадь фундамента под опоры

Как рассчитать фундамент под дом с помощью простых формул

В большинстве случаев, заливая фундамент под дом, застройщик не задумывается о расчете глубины его залегания, площади опоры и так далее. Как правило, мы закладываем фундамент как все, а весь расчет сводится к советам соседей по участку и фразам: «Мол, выдержит. Куда он денется?».

Такой подход не всегда бывает правильным, потому что даже на соседних участках бывают отклонения в характеристиках грунта. Ну а что бы не получилось так, что у соседа дом стоит целый, а у вас по всем стена пошли трещины, необходимо сделать хотя бы приблизительные расчеты.

Как правильно рассчитать стоимость фундамента под дом, я уж е рассказывал на конкретных примерах в одной из предыдущих статей. В этой статье поговорим о расчете размеров и свойств самого фундамента.

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

Зависимость выбора типа фундамента от вида грунта, хорошо описана в статье Фундамент под дом из пеноблоков на различных грунтах, а какие вообще бывают типы фундамента, для каких построек они предназначены, а так же об их достоинствах и недостатках, я рассказывал в статье Типы фундамента под дом в современном строительстве.

Грунт оказывает самое непосредственное влияние, как на тип фундамента, так и глубину его заложения.

Глубину заложения столбчатого или свайного фундамента рассчитывать не имеет смысла, как правило, столбы (сваи) закладываются ниже глубины промерзания на 30-40см, но обязательно на твердый грунт.

Плитный фундамент закладывается на глубину, зависящую исключительно от толщины монолитной плиты.

Остается разобраться с глубиной заложения ленточных фундаментов, в зависимости от типа грунта. Расчет заглубления такого фундамента производится на основании рекомендательной таблицы:

Расчет фундамента по несущей способности грунта (вычисляем необходимую площадь опоры)

Рассчитать фундамент по несущей способности грунта очень просто, несмотря на видимую сложность и большой объем. Весь расчет сводится к определению минимальной площади основания фундамента под дом, при которой грунт без проблем выдержит всю массу дома, но все же что бы не запутаться, давайте обо всем по порядку.

Сама формула для расчета минимальной площади основания фундамента выглядит следующим образом:

Теперь давайте разберемся, где нам взять все эти страшные значения из формулы, чтобы рассчитать площадь основания фундамента.

Коэффициент условий работы γ _c

Коэффициент условий работы можно взять из этой таблицы:

Рассчетное сопротивление грунта под основанием фундамента R

Так как масса всего дома будет практически полностью опираться на грунт под основанием фундамента, необходимо знать расчетные сопротивления различных грунтов на глубине, равной глубине заложения фундамента.

Если фундамент планируется углублять на 1,5м и более, то расчетное сопротивление грунта можно взять напрямую из таблиц.

Таблица для гравийных грунтов и песков:

Очень часто у нас на участке встречаются глинистые грунты. Для глинистого грунта расчетное сопротивление можно взять из этой таблицы:

Эти табличные данные можно напрямую использовать, в случае заложения фундамента на глубину 1,5м и более. В случаях заложения фундамента на меньшую глубину, плотность грунта под подошвой фундамента будет отличатся, а значит и будет отличатся и расчетное сопротивление грунта.

Для того, чтобы рассчитать фундамент, заложенный на глубину менее 1,5м, воспользуемся простой формулой

Как рассчитать массу дома с фундаментом F

Конечно, рассчитать абсолютно точную массу всего дома будет практически не возможно, в течение года масса дома будет постоянно меняться. Так, например, зимой дом будет тяжелее из-за снега на крыше, который тоже, в конечном итоге, опирается на фундамент дома.

Но приблизительную массу дома, со всеми дополнительными нагрузками, рассчитать не составит труда, тем более что некоторые значения берутся приближенно с максимальным запасом.

Что учитывается при расчете массы дома

При расчете учитывается все, что опирается на фундамент, а именно:

полная нагрузка конструкции, включающая в себя массу стен с отделкой, перекрытия, кровлю, а так же и сам фундамент
максимальная нагрузка от находящихся в доме объектов, передающих вес на фундамент дома (лестницы, камины, объекты интерьера и т.д.)

Если у вас полы первого этажа будут залиты по грунту, их нагрузку можно не учитывать. Так же можно не учитывать нагрузку от объектов, находящихся на таком полу (мебель, люди и т.д.).

Определяем массу стен

Каждый строительный материал имеет свой удельный вес, измеряется он в килограммах на один кубический метр. Например, у железобетона удельный вес – 2500 кг/м3, это значит, что один кубический метр бетона весит 2500 кг.

В СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» в приложении №3 «Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций» вы сможете найти удельный вес основных строительных материалов, но эти СНиП 1979 года, с того момента на строительном рынке появилось множество совершенно новых материалов. В связи с этим, физически невозможно написать удельный вес для каждого, да и такой точный расчет для индивидуального жилого малоэтажного дома, где учитывается вес растворных швов, гвоздей, скоб и т.д. – нецелесообразен.

В интернете в свободном доступе вы без труда найдете удельный вес любого интересующего вас материала, ну а если вы уже на 100% решили, из чего будете возводить свой дом, то удельный вес можно уточнить у производителя или продавца.

Для приблизительных расчетов можно воспользоваться таблицей, где указан вес одного квадратного метра стены (не путайте с удельным весом), а вам необходимо будет только подсчитать общую площадь всех своих стен и умножить на значение из таблицы.

Таблица веса квадратного метра стены при толщине стены 15см.

Площадь стен считается вместе с оконными проемами, т.е. просто умножаем высоту стены на ее длину без вычета проемов. Это необходимо для запаса прочности в расчетах.

Рассчитываем удельный вес перекрытий

Для того чтобы не рассчитывать массу отдельно по каждому материалу для перекрытия, можно воспользоваться приближенной таблицей, в которой указан примерный удельный вес одного квадратного метра перекрытия, для того, чтобы рассчитать полный вес всего перекрытия, необходимо его площадь умножить на данные из таблицы.

В этой таблице уже учтена с запасом нагрузка от бытовых объектов находящихся на перекрытии, поэтому дополнительно считать, сколько весит ванна, а сколько холодильник – не требуется.

Расчет удельного веса кровли

Для расчета нагрузки от кровли, надо знать из какого она материала будет построена, а так же необходимо посчитать площадь крыши. Затем площадь крыши умножить на данные взятые из этой таблицы:

Кроме нагрузки самой кровли, на фундамент в зимний период будет так же действовать нагрузка создаваемая снегом.

Расчет снежной нагрузки в зимний период

Для расчета снежной нагрузки, нам понадобятся данные из прошлой формулы, а именно площадь крыши, которую необходимо умножить на данные из таблицы:

Расчет веса фундамента

Здесь все просто, необходимо рассчитать объем в кубических метрах всего фундамента, т.е. сколько бетона потребуется для заливки, с учетом цокольной части, а затем полученную цифру умножить на 2500.

Почему на 2500? Потому что у железобетона удельный вес составляет 2500 кг в одном кубическом метре.

Итоговый расчет веса всего дома

Теперь все данные необходимо сложить, т.е.:

вес стен
вес перекрытий
вес кровли
снеговую нагрузку
вес фундамента

Пример расчета полной нагрузки дома на грунт:

Окончательный расчет минимальной площади подошвы фундамента под дом

Напомню формулу для расчета площади основания фундамента и приведем пример расчета простого фундамента:

Теперь остается только подставить все значения в формулу:

S > 1,2 · 150 000 / _{1,1 · 2,5 =} 65 454 см 2

Давайте полученное значение округлим до 66 000 см 2 .

Не волнуйтесь, что получилось такое большое страшное значение, не забывайте, что это значение минимальной площади в см 2 , а чтобы перевести его в м 2 надо разделить на 10 000.

66 000 / 10 000 = 6,6 м 2

При расчете столбчатого фундамента таким образом подбирают количество столбов, т.е. у нас известна площадь опоры одного столба, нам необходимо чтобы сумма площадей всех столбов была больше расчетной. И чем больше будет запас прочности, тем естественно будет лучше.

Подведем итог расчета фундамента

Как видите, очень много всего написано, но это не от сложности расчетов, а из-за множества различных типов грунтов, строительных материалов и т.д. Сам расчет заключается нахождении по таблицам значений и в подстановке их в формулу.

Конечно, это очень приблизительные расчеты, но они уже учитывают приличный запас по прочности, поэтому проделанной работы вполне хватит для того, чтобы рассчитать фундамент под частный дом малой этажности.

Столбчатый фундамент

Эта статья продолжает цикл публикаций, посвящённых строительству фундаментов. Настало время уделить внимание столбчатому фундаменту, разобраться, в каких условиях он покажет свои лучшие характеристики, понять, как он устроен и по какому принципу работает, изучить основные технологические операции по его возведению.

Особенности столбчатых фундаментов

Столбчатый фундамент можно считать младшим братом более индустриального свайного фундамента, так как он имеет схожую конструкцию и принцип работы. В обоих случаях по осям здания располагается система отдельных вертикальных опор прямоугольного или круглого сечения, которые есть во всех точках пересечения несущих стен, по углам, под особо нагруженными участками (каменные печи, межкомнатные перегородки основания лестничных маршей, колонны). И там и там может применяться ростверк для связки основных элементов фундамента, пространство между стойками заполняется — выполняется так называемая «забирка».

Главное отличие заключается в следующем — столбы не заводят ниже глубины промерзания (это уже будут сваи, длина которых в земле стартует с 2 метров), поэтому они оказывают только подошвенное сдавливающее воздействие на грунт, тогда как сила трения в зоне боковых стенок имеет незначительные показатели. Исходя из этого обстоятельства, технологически столбчатый фундамент может быть не только цельным/монолитным, но и собираться из готовых штучных элементов. Согласитесь, выполнить кирпичную кладку, например, в трёхметровом шурфе просто нереально, а при заглублении в 40–70 см — без проблем.

Фото prom.ua Фото prom.ua

Столбчатый фундамент имеет свои явные преимущества:

сравнительно невысокая стоимость — он примерно в 1,5–2 раза дешевле своего прямого конкурента, мелкозаглублённого ленточного монолитного фундамента (меньше материалов и земляных работ, не нужна техника);
малая трудоёмкость;
строить его можно даже в одиночку, поэтапно изготавливая отдельные элементы.

Естественно, этот фундамент не является универсальным, иначе все бы строили на столбах, и просто не существовало бы других вариантов. Не будем называть это его недостатком, правильнее будет — специфика.

Из-за небольшой суммарной опорной поверхности столбчатый фундамент не может корректно передать на грунт массу тяжёлого дома. Сжимающие силы под подошвами опор оказываются настолько велики, что основание не способно выдержать вес строения, требуется увеличение количества столбов и площади их поперечного сечения, что нейтрализует экономическую выгоду от применения такого фундамента. Поэтому столбчатые фундаменты целесообразно применять только для лёгких домов из древесины (каркасных, из бруса, из бревна), для строений из облегчённых минеральных материалов, только если они небольшие, малоэтажные, с деревянными перекрытиями. В любом случае, нагрузки и сопротивляемость грунта следует считать, об этом будет ниже.

Вытекающее из первого пункта ограничение — нельзя такой фундамент закладывать на водонасыщенных, слабонесущих и пучинистых грунтах. Заболоченные и слабонесущие основания не могут выдержать концентрированных нагрузок и просаживаются, а возможные силы морозного пучения легко преодолевают небольшую загруженность фундамента от лёгкого здания (с весовым моментом мы уже определились). На рыхлых нестабильных участках лучше работают сваи, которые либо «достают» до плотных пород, либо, благодаря своей длине и большой наружной поверхности, цепляются, используя силы трения.

Опасно использовать столбы на крутых склонах (если перепад высот под домом приближается к 1,5–2 метрам). В таких условиях слишком активно действуют горизонтально направленные сдвигающие силы, которые способны просто опрокинуть строение. Тем более что глубина залегания столбчатого фундамента маленькая по определению, а, следовательно, и цепляется дом за основание сравнительно слабо.

Конструктивно этот фундамент не предполагает устройства заглублённых помещений. Если нужен подвал или подземный гараж, то лучше (во всех отношениях выгоднее) возвести монолитную, либо сборную ленту, которая сама по себе будет формировать стены в грунту.

Ну, и чтобы завершить наше вступление, заметим, что конструктивно и по материалу изготовления столбчатые фундаменты разделяют на:

деревянные (в шурфе располагают брёвна со всевозможными расширениями на торце — стулья);
сборные (кладка из обожжённого кирпича, готовые железобетонные изделия);
монолитные (самые надёжные, бетон заливают в скважину непосредственно на участке);
бутобетонные (в раствор вводится бутовый камень).

Проектирование столбчатого фундамента

Разработка конструкции фундамента — это наиболее сложная и очень ответственная задача для частного застройщика. Ведь нам нужно учесть массу важнейших моментов, главными среди них будут свойства грунта, на котором мы возводим дом, а также уровень нагрузок, которые будет оказывать на дом во время эксплуатации. В статье «Ленточный фундамент. Часть 1: типы, грунты, проектирование, стоимость» мы очень подробно рассказали о том, как рассчитать нагрузки, а также определить тип и, соответственно, несущие характеристики грунта. Что касается столбчатого фундамента, то здесь проектировочных вопросов никак не меньше.

Длина столбчатых опор

Уже было сказано, что столбчатый фундамент закладывают выше глубины промерзания. При качественном исполнении каждой единичной опоры, уже при глубине заглубления фундамента в 40–50 см дом нормально зацепится за естественное основание. Есть смысл углубиться на несколько десятков сантиметров, только если ниже располагаются более устойчивые пласты и на них можно опереться. Стойки, проходящие ниже глубины промерзания, давайте всё же отнесём к набивным сваям и поговорим о них в следующей статье.

Теперь о высоте над землёй. Чтобы на достаточное расстояние удалить пол и стеновые конструкции от земли, оголовки столбов примерно на 30–50 см поднимают над поверхностью. Это положительно сказывается на влаго- и теплоизоляции первого перекрытия, позволяет создать цоколь в виде забирки, и тем самым защитить нижнюю часть деревянных стен.

Сечение столбов

Сборный столбчатый фундамент придётся устраивать в прямоугольном или квадратном шурфе, монолит можно изготовить круглого сечения, а следовательно, применить для разработки грунта буры, облегчающие работу, и позволяющие уйти от использования съёмной опалубки.

В большинстве случаев сечение опор делают неравномерным — внизу организовывают расширение, а к поверхности выходят с меньшим поперечным размером. Благодаря такой конструкции увеличивается суммарная площадь опоры всего фундамента и снижается нагрузка на грунт. Вариантов несколько:

Для деревянного столба это «стулья» (перпендикулярно расположенные к стойкам отрезки брёвен), пятно бетона на дне скважины, куда торцом «насырую» утапливается опора, иногда в каждую выборку просто укладывают крупный плоский камень.
Для кирпичного фундамента это расширенные 3–4 ряда в два кирпича, тогда как последующие ряды кладутся в полтора кирпича или в один кирпич.
Монолитные столбы могут стартовать с плоской плиты толщиной примерно в 100–150 мм, которая на 200–250 мм шире самой стойки, в известной технологии ТИСЭ опорная платформа получается сферической.
Для сборного фундамента ЖБ иногда применяют более крупные блоки, или, например, элементы ФЛ.

К оголовку столбы выводят шириной, как правило, не более 60 см, тогда как минимум составляет 200 мм (для стоек с несъёмной стальной оболочкой). В среднем же самым распространённым и технически оправданным считается сечение столба в 40–50 см.

Количество столбов, расстояние между опорами

На практике стойки фундамента удаляются друг от друга на расстояние от 1,5 до 3 метров. Точные показатели можно получить, если мы знаем, сколько нужно использовать столбов. Для проведения необходимых вычислений мы должны понять, какой вес передаётся от каждой подошвы, и какую массу способен выдерживать грунт.

Сначала высчитываем опорную площадь столба:

для квадратной стойки/плиты с сечением 40x40 см — это 1600 см2 (перемножаем стороны сечения);
круглую подошву, например, диаметром 40 см, рассчитаем по формуле S = πr2 (3,14 * 202 = 1256 см2), или как вариант — S = 3,14D2/4.

Разбираемся с типом грунта (особое внимание уделяем слоям, которые примут нагрузку — от 50 см и ниже). По таблице определяем несущую способность основания. Например, суглинки средней твёрдости/пластичности успешно сопротивляются нагрузкам в 2,5 кг/см2.

Выходит, что квадратного сечения столб с подошвой 40 см должен нагружаться на плотных суглинках не более чем на 4 тонны (1600 * 2,5 = 4000 кг).

Чтобы вы увидели соотношение типа почвы и проектной нагрузки на отдельный столб, приведём ещё примеры для стойки того же сечения: если строим на пластичных суглинках (несущая способность в среднем составляет 1,5 кг/см2) — грузить можно не более 2,4 тонны, для очень мокрых песков (1 кг/см2) — не более 1,6 т.

Зная общий вес всех строительных конструкций здания, добавив к этому массу возможного снежного покрова и эксплуатационные нагрузки (люди, предметы интерьера…), получим расчётную массу строения. Для примера возьмём дом 100 тонн.

При несущей способности грунта 2,5 кг/см2 дом массой 100 тонн необходимо будет установить не менее чем на 25 столбов (100 т./4 т. = 25 шт.).

Если наше гипотетическое здание имеет площадь 10x10 метров, при этом есть одна центральная несущая стена, то суммарная длина всех осей фундамента составит 50 м. п. — это нагрузка 2 тонны на один погонный метр. Зная, сколько максимально должен нести один столб (в нашем случае это 4 т.), можем предварительно высчитать минимально допустимое расстояние между опорами — 4 т./2 т. = 2 метра.

Разметка и подготовительные работы

Перед началом работ необходимо в обязательном порядке: произвести исследования грунта, сделать замеры перепадов высот, создать план-схему фундамента, выполнить временный водоотвод в виде дренирующих канав, очистить площадку от дёрна.

Читайте также: