Размер фундамента под дом. Как рассчитать ленточный фундамент для дома

Любой дом строиться строго по проекту, который разрабатывается специалистами. Один из важнейших пунктов строительного планирование считается расчет фундамента. Но часть построек приходится строить самостоятельно. К таким относятся бани, гаражи беседки и даже небольшие жилые дома. В таких случаях важно подобрать и спроектировать качественный и надежный фундамент. Тем более стоимость фундамента от всех работ порой доходит до 1/3. Если допустить ошибку, то переделать основание дома порой не возможно, и всегда затратно. А затраченные силы и время вообще никто не вернет. О том, как рассчитать фундамент для дома, выбрать подходящий, можно узнать из этой статьи.

Фундамент дома в первую очередь является основанием для конструкции, от качества которого будет зависеть, сколько прослужит здание. Любое строительство дома из брусастроиться согласно утвержденной документации, в которой расчет фундамента занимает не последнее место.

Правильно спроектированный фундамент предохранит здание от подтопления и сбережет строительство дома из клееного бруса и любого другого от растрескивания и разрушения. Платформа должна быть рассчитана так чтобы без проблем выдержать вес дома и при этом распределять нагрузку равномерно на грунт.

В расчет фундамента входят:

1. Расчет нагрузки для различного рода грунта.
2. Расчет кубатуры (определение, сколько строительных материалов необходимо).
3. Расчет стоимости фундамента, включая работу и материалы.

Самые распространенные ошибки при монтаже основания можно увидеть на видео:

Какую конструкцию основы выбрать

В строительстве деревянных домов использую конструкции:

1. Плиточный.
2. Ленточный.
3. Столбчатый.
4. 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 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 строительство 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:

1. Глубина залегания грунтовых вод.
2. 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.

Какие нагрузки влияют на фундамент

На основание всегда действую две силы:

При правильном расчете фундамент должен выдерживать вес дома, мебели, жильцов, снега и ветра, а так же давление от вспучивания почвы. Вес здания при планировании высчитывается в соответствии со специальными таблицами, в которых указан примерный вес того или иного материала. Высчитать сколько стоит дом, имея эти таблицы не сложно. Вес дома на 1 см 2 /кг должен превышать нагрузку которую выдерживает грунт. Так для некоторых видов грунта эта нагрузка ровняется:

• Гравий и крупный песчаник — 3,5-4,5 кг/см 2 .
• Мелкий песчаник — 2-3 кг/см 2
• Глинистая твердая почва — 3-6 кг/см 2 .
• Щебенка — 5-6 кг/ см 2 .

Делая расчет не нужно забывать, что сама конструкция основания тоже имеет определенный вес. В любом случае расчет конструкции всегда индивидуален для различных участков и строений.

Все нагрузки на фундамент разделяют на постоянные (крыша, стены, балки перекрытий, гидроизоляция и т.д.) и временные (снежный покров, ветровые и т.д.).

Рассчитываются общая нагрузка (сам дом, фундамент, система утепления) и при эксплуатации (мебель, люди проживающие и т.п.).

После строительства дом дает усадку, так и фундамент. Почва под ним утрамбовывается и фундамент «проседает» — это значение называется осадкой. Если осадка будет неравномерной, то фундамент быстро растрескается и развалиться. Чтобы этого избежать, нужно точно высчитать площадь фундамента, и рассчитать нагрузку на него.

Как высчитывается нагрузку на фундамент

Определив размеры дома не сложно высчитать площадь фундамента под него. Это делается для правильного расчета нагрузки. Нагрузка зависит от того из какого материала собирается дом. В нормативной строительной документации приведен удельный вес фундамента в зависимости от различных материалов:

• Кирпич и бетон — 1880-2200 кг/м 3 ,
• Камень бытовой — 1600-1800 кг/м 3 ,
• Вес стен деревянного дома:
• Каркасно — панельный — 30-50 кг/м 2 ,
• Брусовый, оцилиндрованное и рубленное бревно — 70-100 кг/м 2 .

Для определения нагрузки важно знать вес перекрытий:

• Цокольные перекрытие — 100-300 кг/м 2 ,
• Чердачные перекрытие — 150-300 кг/м 2 ,
• Железобетонные перекрытие — 500 кг/м 2 .

Удельный вес кровли:

• Листовая сталь — 20-20 кг/м 2
• Рубероид — 30-50 кг/м 2
• Шифер — 40-50 кг/м 2
• Керамическая черепица — 60-80 кг/м 2 .

Посмотрим, как можно использовать эти показатели на реальном примере:

По плану бедующий дом имеет размеры 8х5 с одной внутренней стеной. Высота здания 3 м. Для того чтобы узнать длину стен: 5+8+5=18 м. Высчитываем площадь стен: 18х3=54 м2.

Для вычисления пощади цокольных перекрытий составим произведение длинны и ширины дома: 5х8=40 м 2 . Чердачные перекрытия имеют одинаковую площадь с цокольными, значит тоже 40 м2.

Следующим этапом рассчитывается вес и площадь фундамента

Площадь и вес фундамента

Рассчитать фундамент не сложно, рассмотрим конкретный пример:

Для строительства дома был выбран ленточный фундамент с подошвой в 1,5 м, к этой цифре нужно прибавить 50 см, над уровнем грунта. Высота фундамента будет ровна 1,50+0,50= 2 м. Затем рассчитывается длинна: (5+8)х2=26 м. Внутренняя перегородка имеет длину 5 м. 26+5=31 м.

Рассчитаем объем фундамента, произведением длины и высоту и ширину. Возьмем ширину в 50 см, 0,5х31х2=31 м 2 . Теперь, по вышеуказанным данным, рассчитаем вес фундамента: Железобетон веси 2400 кг/м3, 31х2400=74 400 т. Опорная площадь фундамента будет 31000х50 =15 500 см 2 .

Для определения общего веса конструкции нужно вес дома сложить с весом фундамента и разделить на полученную опорную площадь. Так мы получим вес 1 кг/см 2 .

Если допустимая площадь для определенного вида грунта выше, то нужно изменять ширину платформы у ленточного, и количество столбов у столбчатого. Но при этом общий вес конструкции увеличится, поэтому расчеты нужно начинать заново.

Как рассчитать бетон для фундамента

Чтобы не совершать покупку лишних строительных материалов, важно произвести точный расчет кубатуры фундамента. Для расчета кубатуры важно учесть два фактора: вид фундамента и сложность его конструкции. Для удобства читателей рассмотрим расчет различного вида фундамента отдельно.

Расчет кубатуры ленточного основания

Рассчитать кубатуру ленточного фундамента проще всего. Для этого необходимо сложить длину, ширину и высоту. Пусть ширина будет 50 см, высоту мы уже рассчитывали выше 1,5 м Длинна высчитывается по периметру 5+ (8+5)х2=45 м. Кубатура рассчитывается: 0,5х45х1,5 = 33,75 м 3 . Округляем эти данные и прибавляем 10% (запас), получается 37 кубов бетона.

Расчет кубатуры столбчатого основания

Столбчатый фундамент может иметь различную форму (круг, квадрат ит.д.). Рассчитаем для примера кубатуру круглых столбов. Для этого нужны значения: диаметр, поперечное сечение, высота столба. Площадь высчитывается умножением числа Пи на радиус х 2. Поперечное сечение для столба с радиусом 15 см: 3, 14х0,075м = 0,2355 м. Зная радиус и высоту можно высчитать объем: 0,2355х1,5 =0, 353 м 3 . Это число нужно умножить на количество столбов в фундаменте.

Расчет кубатуры для плиточного основания

Для расчета монолитной прямоугольной плиты нужно знать ее площадь и толщину. Планируемый дом имеет размер 5 х 8, следовательно площадь плиты будет 40 м 2 . Специалисты рекомендуют использовать монолит толщиной 10-15 см. Высчитываем кубатуру при 10 см толщины: 40х10=400 м 3 .

На монолитном фундаменте по периметру делают ребра жесткости. Для расчета их площади необходимо знать их длину и ширину. В конструкции 5х8 ребра жесткости монтирую через 2,5 м. По ширине таких ребер будет 3, по длине 4. Общая длинна будет ровна: (5х3)+(8х4) = 47 м.

Теперь высчитываем кубатуру. Ширина ребра ровняется толщине плиты- 10 см. Значит площадь одного ребра ровно 0,1 х 0,1=0,01 м 2 . Умножаем площадь на длину 47=0,47 м 3 .

Как определить количество арматуры и проволоки

Для создания жесткой и долговечной конструкции в монтаже используют железную арматуру. Ее количество зависит от типа фундамента, нагрузок и грунта. Арматуру с большим диаметром применяют для получения платформы с большей возможностью нагрузки. Но вес фундамента с арматурой увеличивается. Если почва жесткая, то деформироваться фундамент будет минимально, а значит и арматура нужна минимального диаметра.

Количество арматуры для ленточного основания

Арматура для ленточного фундамента берется диаметром 10-12 мм, так как сама конструкция выдерживает большие нагрузки. Укладывают ее в два прута, независимо от заглубленности основания. Специалисты рекомендуют укладывать арматуру на 10-15 см от верхней точки заливки. Вертикальные пруты при этом не имеют нагрузки, поэтому их можно использовать самые дешевые.

Для дома размерами 5х8 длинна ленточного основания ровняется 45 м. При армирование 4 прута расход будет: 45х4=180 м. Добавляем поперечны при высоте фундамента 150 см и ширине 50 см с шагом в 40 см: (8/0,4)х0,5=10 м. Добавляем их к длине: 180+10=190 м.

Вязальной проволоки понадобиться на одно соединение 30 см. Длина 45 м и шаг 40 см: 45/0,4- 112,5. Эту цифру умножаем на размер одного соединения: 112,5х 0,3= 33,7 м вязальной проволоки нужно на 1-о уровневый фундамент.

Количество арматуры для столбчатого основания

Для армирования столбчатого основания используют толстую арматуру от 40 мм. По горизонтали арматура не несет никакой нагрузки, поэтому тут можно взять самую недорогую. В среднем в каркасе одного столба используется 4 прута. Зная количество столбов, будет не сложно высчитать размер арматуры.

Для конструкции выстой в 1,5 м диаметром 15 см нужно 4 прута, с шагом 7,5 см и связующими в 3-х точках. Толстой арматуры нужно: 1,5х4=6м. Для связки тонкой: 30 см (для одного узла)х3=90 см. Если в фундаменте используется 20 столбов, то количество умножается на эту цифру.

Вязальной проволоки нужно для соединения в 3-х точках одного прута. Это число умножается на число прутов и на вертикальные соединения: 3х4х30=72 м.

Количество арматуры для монолитного основания

Для плотного устойчивого грунта можно взять тонкую арматуру от 10 мм. Для тяжелой конструкции и неустойчивой почвы от 14 мм. Крепиться связка с шагом в 20 -30 см.

Для плотформы 5х8 нужно по длине 27 шт., и по ширине 17 шт. Так как обвязка нужна двойная: (17+27)х2=88. Это число нужно умножить на длину прута, получится метраж арматуры.

Как рассчитать стоимость фундамента

После того как произведены расчеты кубов, количества арматуры несложно посчитать стоимость фундамента. К основной стоимости добавляются работы и цена досок для опалубки + земельные работы и техника.

В среднем стоимость на конструкцию под ключ начинается от 15 000 м 2 . Но можно сэкономить и выполнить все работы своими руками.

Стоимость готового бетонного раствора колеблется от 700 руб./куб, но можно сократить затраты сделав бетон самостоятельно. Для этого понадобиться песок, гравий и цемент М250 или 400. Средняя цена на цемент от 800 руб. за мешок в 40 кг. КамАЗ песка стоит от 2 500 руб., его хватит на заливку фундамента.

Сокращаются расходы и при выполнении частичных работ, например, вырыть траншею и сделать опалубку своими руками, а залить бетоном, доверить специалистам.

В любом случае не стоит экономить на основании дома, так как оно должен быть надежным и прочным. А как рассчитать и не переплачивать мы подробно рассказали.

Любой фундамент, независимо от типа и устройства, характеризуется такими параметрами, как глубина заложения и ширина несущих конструкций. Многие застройщики принимают за ширину фундамента толщину несущих стен дома, но не всегда этот расчет бывает правильным. Также на глаз вычисляют глубину залегания подошвы, учитывая личный опыт и минимальные знания в этой области, но делать этого не стоит.

На самом деле, размеры ленточного основания зависят от многих факторов, тут длина ленты не принимается во внимание, ведь это размеры будущего дома. А вот ширина ленточного фундамента и глубина залегания рассчитывается отдельно, и делать это нужно для каждого здания индивидуально.

Важные параметры для определения размеров основания

1. Конструкция будущего здания, а также строительные материалы, которые будут использоваться при возведении сооружения.
2. Масса всех строительных конструкций, с учетом веса несущих стен, перекрытий и крыши.
3. Внешних климатических факторов, таких как длительность и снежность зимы, налипание мокрого снега, продолжительность ливней.
4. Типа и устройства грунта.

Четких нормативов, где есть все необходимые формулы для расчета максимально допустимых размеров дома, не существует. Есть эмпирические расчеты, по которым затем и строится ленточный фундамент, а габаритные размеры сооружения предоставит архитектурная служба.

Определение типа грунта

От типа грунта зависит не только глубина устройства основания, но и ширина несущей подошвы. Так как существует фактор пучения почвы в зимний период, а это свойство грунта может привести к непоправимым разрушениям фундамента и дома.

Определить тип грунта можно не только с помощью специалистов, но и кустарными способами. Для этого достаточно взять землю и смочить ее водой, а затем согнуть в кольцо. Глина сохранит свою структуру. Суглинок рассыпается на несколько частей, а песчаный грунт сразу рассыплется в порошок. Так можно определить структуру почвы. Песчаный грунт с фракцией 1,5 мм отлично выдерживает большие нагрузки, он оптимален для возведения ленточных фундаментов и не содержит много влаги.

Затем, нужно определить глубину залегания грунтовых вод. Для этого можно подойти к ближайшему колодцу и замерять глубину водного пласта, это должна быть максимальная высота залегания грунтового горизонта. С помощью небольших математических расчетов будет рассчитана глубина водоносного пласта.

Можно и не делать анализ состава почвы самостоятельно. Достаточно обратиться в геодезическую службу. Она даст полную карту состава почвы с учетом даже глубины промерзания почвы, а этот параметр для выбора глубины залегания подошвы будет считаться ключевым.

Как посчитать глубину и ширину основания

Как только будут четко определен состав почвы и глубина залегания грунтовых вод, можно приступать к расчету размеров основания. Если постройка достаточно массивная, высокая и имеет несколько этажей, тогда глубина погружения основания должна быть большой, вплоть до границы промерзания почвы.

Застройщики, которые имеют финансовые возможности, стараются фундамент углубить еще ниже, обеспечивая таким образом фундаменту большую прочность и надежность. Высота над нулевым уровнем должна составлять до 30 см, иногда – больше, для обустройства цоколя и отмостки.

Итак, минимальная глубина ленточного основания для массивных зданий должна быть ГПГ + 60 см. ГПГ – глубина промерзания почвы. Это табличное значение, отличается для каждого региона и состава почвы. Для легких построек достаточно обустроить фундамент на глубине границы промерзания или ниже до 50 см. В таких случаях считается, что за счет массы сооружения и ленты самого основания почва будет равномерно растекаться под подошвой, и вспучивание грунта должно быть минимальным.

Стандартная толщина полосы составляет 40 см, ее можно увеличивать по мере необходимости, но она не должна быть меньше толщины несущих стен здания.

Расчет площади подошвы фундамента

Площадь подошвы отвечает за равномерное распределение массы всего сооружения вместе с основанием на грунт. Поэтому далеко не всегда она будет отвечать ширине ленты, в большинстве случаев она больше. Более того, подошва также отвечает за такие функции:

1. Равномерное распределение массы здания.
2. Препятствует локальному пучению грунта из-за сейсмических толчков или воздействия глубинных грунтовых пластов.
3. Укрепляет своей массой слабые почвы и прижимает их к прочным грунтам.
4. Обеспечивает равномерность устройства самого здания по горизонтальной плоскости.

Рассчитывается площадь подошвы по формуле:

S = k(n)*F/k(c)*R

• k(n) – коэффициент надежности, принимается за 1,2. Этот коэффициент означает, что уже изначально площадь подошвы будет больше расчетной на 20%;
• F – Расчетная нагрузка на основание. Она состоит из: массы здания, нагрузок от грунта, массы фундамента;
• k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены, до 1,4 для крупного песка и не жестких конструкций;
• R – расчетное сопротивление грунта (это табличные данные). Найти их можно в справочниках для всех типов грунтов.

Фактически все параметры справочные, поэтому останется только рассчитать нагрузку от самого здания.

Расчет нагрузки от здания

Таблица с расчетом ширины ленточного основания в зависимости от материала конструкции (для дома из пеноблоков и кирпича, дома из бруса) в средней полосе

Этот параметр рассчитывается методом суммирования всех нагрузок, которые создает здание на основание:

1. Массы несущих стен и перекрытий (тут рассчитывается необходимое для возведения количество строительных материалов и их суммарный вес).
2. Массы крыши с покрытием.
3. Массы снегового шара, который может закрепиться на крыше и давить своей массой передавая нагрузку на несущие стены и основание.
4. Вес всей мебели, техники и проложенных коммуникаций (этот показатель незначительный, им часто пренебрегают или задают коэффициент 1,1).
5. Вес самого фундамента. Вот тут уже возникает трудность в расчетах, ведь площадь подошвы также влияет на массу основания. Поэтому принимается ширина полосы 40 см, зная по проекту длину здания, плотность бетона (2400), все это умножается и получается вес фундамента.

Расчетная высота фундамента

Расчетная глубина, ширина и высота ленточного основания для дома из пеноблоков, кирпича или бруса в средней полосе

Высота такого основания должна быть достаточно большой, чтобы выдерживать горизонтальные грунтовые подвижки и воздействие грунтовых вод. Высоту ленточного фундамента, зная глубину промерзания грунта, также не составит труда посчитать. Но при начале строительства фундамента, высота будет совсем иной, и вот почему. Она состоит из следующих слоев:

1. Сначала нужно делать на дне траншеи песчано-гравийную подушку, на которой будет лежать сам фундамент. Толщина слоя варьируется в пределах 25 − 40 см (в зависимости от типа грунта), а это уже дополнительная высота конструкции.
2. Глубина промерзания почвы (справочные данные).
3. Также нужно делать цоколь в пределах до 30 см, иногда больше, что зависит от типа грунта и дизайнерских решений.

Теперь, когда есть все необходимые параметры будущего ленточного фундамента, посчитать необходимое количество арматуры и бетонного раствора для его обустройства несложно. Если провести заливку строго по технологии, тогда основание прослужит максимально возможный срок.

Строительство любого дома начинается с фундамента — его основы.

Конечно, если грунт не может выдержать нагрузку дома, например на болотистой местности, то перед началом строительства можно вбить под основание сваи или частично заменить грунт на более прочный. Для этих целей применяют граншлак, который способен со временем превращаться в бетон. Но все это значительно увеличивает сметную стоимость строительства.

Немаловажную роль играет и глубина заложения основания под дом. Это расстояние от поверхности земли до — нижней плоской части, которая опирается на грунт. Глубина заложения фундамента зависит от 2 основополагающих факторов: уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунта зимой. Это так же необходимо учитывать для расчета фундамента.

Необходимо помните, что затраты на основание составляют от 15 до 25% затрат на все строительство дома. Эта сумма может увеличится в зависимости от вида земли на участке, глубины ее промерзания и залегания подземных вод. Но если сэкономить и построить фундамент неправильно, то исправление ошибок может обойтись куда дороже. А в некоторых случаях их устранить просто невозможно. Поэтому гораздо разумнее учесть все нюансы еще перед началом строительства.

Расчет глубины заложения основания здания

Для того чтобы правильно определить глубину заложения основания дома нужно знать 3 основных параметра несущего грунта:

• уровень его промерзания;
• основной состав;
• высоту подземных вод.

Для мелких и пылеватых песков, твердых глинистых грунтов при расчете глубины заложения фундамента уровень промерзания почвы не учитывается, если зимой грунтовые воды располагаются ниже уровня промерзания земли больше чем на 2 м. Если земля сухая и при морозах пучинится не будет, то ни углублять его дополнительно, ни усиливать, ни утеплять его не нужно. Соответственно, сметная стоимость строительства дома не повысится.

Но если подземные воды находятся ближе чем на 2 м к уровню промерзания почвы, то считается, что грунт насыщен водой. В таких условиях пучение при морозе будет неизбежно. И основание при строительстве дома необходимо возводить с учетом промерзания участка. Подошва всего здания должна находиться на уровне промерзания грунта или чуть ниже его.

Минимальная глубина, на которую закладывают основание, должна быть следующей:

• в сухих почвах (средние и крупные, гравелистые пески, крупнообломочные грунты) — от 50 см;
• в сухих грунтах (твердые глины, мелкие и крупные пески) — от 70 см;
• во влажных почвах (пластичные глинистые грунты, мелкие и пылеватые пески, лессовидные суглинки) — от 120 см;
• в скальных и полускальных грунтах — глубина заложения фундамента значения не имеет;
• для дома с подвалом — ниже уровня пола в подвале не менее чем на 40 см.

Во влажных почвах глубина, на которую заложено основание дома, зависит от расположения уровня подземных вод к уровню промерзания грунта:

• Расстояние более 2 м — глубина заложения не менее 50 см;
• Расстояние менее 2 м — глубина заложения не менее 3/4 глубины промерзания участка, но не меньше 70 см.
• Грунтовые воды выше уровня промерзания земли — не менее глубины промерзания грунта.

Если проект здание предусматривает наличие в здании погреба, то в расчет принимается и тип грунта и под подвал.

Вернуться к оглавлению

Определение глубины заложения основания здания

Многие строители считают, что чем глубже заложить фундамент под дом, тем лучше. Существует мнение, согласно которому надежность основания здания обеспечивает то, что он располагается ниже уровня промерзания грунта.

Такая точка зрения обоснована, если брать в расчет только то, что силы морозного пучения давят на основание снизу вверх. Действительно, если подошва постройки располагается достаточно глубоко, то фундамент под воздействием промерзания грунта не поднимется. Но не стоит забывать про то, что промерзший грунт воздействует на дом не только снизу, но и с боков (боковое, или касательное, морозное пучение). Именно касательное морозное пучение земли способно вырвать фундамент дома из земли, отделив верхнюю часть основания от нижней. Такое воздействие особенно пагубно, если основание сложено из кирпича, бутового камня или небольших бетонных блоков, а вес самого дома незначительный (деревянные дома, облегченные каркасные домики и тому подобные здания).

Для того чтобы избежать возможного разрушения основания дома на ненадежных участках, нужно не просто заложить основание под здание ниже уровня промерзания почвы, но и погасить силы касательного морозного дополнительным утеплением. Для этого используют керамзит, пенопласт или пумпан. Если по каким-либо причинам делать не планируется, то можно связать дом металлическим каркасом. В таком случае каркас закладывается на всю высоту основания здания, связывая собой нижнюю и верхнюю части.

Еще один способ ослабления касательного морозного пучения — наклонные конструкции, когда стены основание формируются широкими снизу и постепенно сужающимися к верху.

Тип усиления основания тоже необходимо учитывать при расчете фундамента.

Вернуться к оглавлению

Определение уровня грунтовых вод и состава грунта

Самую достоверную информацию об уровне грунтовых вод можно получить тогда, когда они находятся на максимальной высоте. Это происходит весной и осенью.

Для того чтобы самостоятельно определить уровень подземных вод на участке, необходимо выкопать колодец-шурф размерами приблизительно 1х1 м и глубиной в 2-3 м. Колодец обязательно нужно защитить от стока в него осадков и поверхностных вод. Через несколько дней, когда шурф наполнится водой, нужно следить за изменением ее уровня.

С помощью этого же колодца можно узнать и основной состав почвы. Верхний слой — это плодородный грунт. Его легко отличить по более темному и насыщенному цвету. Данный грунт обычно не бывает больше 1 м толщиной. При возведении фундамента его снимают, так как он имеет тенденцию просаживаться неравномерно.

Ниже располагается естественный подстилающий грунт. Этот слой и является несущим, на него приходится основная нагрузка от подошвы фундамента и самого дома. По нему и нужно определять глубину закладывания основания под дом.

Самым надежным основанием для строящегося здания считаются подстилающие грунты, состоящие из средних и крупных песков, или гравелистые. Глубину заложения в таких почвах делают минимальной — не более 0,5 м.

Супеси, пылеватые и мелкие пески, глины и суглинки менее надежны. При у этих почв несущая способность значительно снижается.

Самые слабые — суглинки лессовидные. При высоком уровне грунтовых вод этот грунт может просесть даже под собственным весом. Но если грунт сухой, то он может выдержать значительные нагрузки.

Вернуться к оглавлению

Расчет ширины подошвы основания здания

Практически все почвы, вне зависимости от их типа, могут эффективно выдержать нагрузки от частного жилого дома, поскольку индивидуальные здания имеют относительно небольшой вес и размер. Исключение составляют торфяники и илистые почвы. Но если изначально несущая способность грунта слабая, то площадь подошвы фундамента необходимо увеличить. Это снизит давление на почву. Необходимо помнить одно простое правило: чем больше площадь подошвы основания здания, тем меньше давление на грунт.

Для правильного расчета фундамента дома и ширины его подошвы необходимо знать 2 основных параметра: вес строения и вид несущего грунта.

Вес здания рассчитывается с учетом снеговых нагрузок и мебели в доме. Произвести такой подсчет достаточно легко.

Несущая способность грунта, на котором будет стоять дом, определяется по таблице, показанной на рис. 1.

Если известна нагрузка, которую может воспринимать почва, необходимо рассчитать общий вес здания. И исходя уже из полученных данных определять площадь подошвы фундамента дома.

Вернуться к оглавлению

Рассмотрим примеры

Вернуться к оглавлению

Пример расчета веса здания

Рис. 1. Расчет сопротивление грунтов и их виды.

На рис. 2 приведены приблизительные параметры веса элементо жилого дома, которые помогут вам произвести правильный расчет. Более точные цифры приведены в справочникам по строительным нормам и правилам.

В качестве примера возьмем двухэтажный жилой дом без подвала, размеры основания которого 12х12 м.

Сначала определяется общий вес здания — складывается вес крыши, коробки здания, мебели, цоколя и фундамента.

Высчитывается вес крыши. Он зависит от веса стропил, перекрытий и каркаса крыши, веса кровли и ветровой и снеговой нагрузки. Последние параметры можно выяснить в районных строительных организациях или установить по СниПу «Нагрузки и воздействия».

Допустим, что крыша деревянная, покрытая металлочерепицей, а снеговая и ветровая нагрузка незначительные: 3000+800+2000=5800 кг.

Определятся вес коробки здания. Он рассчитывается из веса самой коробки дома, капитальных стен, основных перекрытий и перегородок.

Рис. 2. Примерный вес конструкций жилого здания.

На строительство двухэтажного дома заданной площади потребуется приблизительно 15000 шт. лицевого кирпича (весом каждого блока в 4 кг) и ракушечник (каждый блок есит 15 кг): 15000*4+2500*15 = 60000+80700=140700 кг.

Для возведения капитальных стен, перегородок и некратностей используется красный кирпич, 1 блок которого весит 3,8 кг: 12000*3,8 кг=45000 кг.

Перекрытия возводят из круглопустотных железобетонных плит. Вес одной плиты 6х1,2 м составляет 200 кг: 34*2200=74800 кг.

Необходимо обязательно учитывать вес раствора для кладки кирпича и ракушечника, стяжку, черновую отделку штукатуркой. Все это будет приблизительно весить 63000 кг.

Общий вес оборудования, обеспечивающего дом, и мебели определяется в 5000 кг.

При суммировании всех этих параметров общий вес коробки здания составляет 329 100 кг.

Определяется вес цоколя и фундамента. Для строительства цоколя используется кирпич, весом каждого блока в 3,8 кг, а для фундамента берутся бетонные блоки, каждый весом в 1600 кг: 6500*3,8+40*1600=24700+64000=88700 кг.

Также необходимо учесть вес заливки бетонной стяжки, раствора для кирпичной кладки и монтажа блоков и железной арматуры. В сумме получается цифра в 106080 кг.

При суммировании веса всех элементов дома получается общий вес здания в 440980 кг. То есть на грунт будет давить 441 тонна.

Строительство дома начинается с возведения фундамента. От качества выполненного фундамента будет зависеть прочность и долговечность возведенного на нем дома. Затраты на эту нижнюю часть будущего строения составляют примерно четверть всей стоимости дома. Кроме того это трудоемкий процесс и требует четкого понимания его конечной цели. Ошибки, допущенные при расчетах и при возведении фундамента обойдутся, при их исправлении, очень дорого. Часто суммы на переделку брака даже превышают изначальные затраты. Избежать ошибок при возведении фундамента можно только грамотным его расчетом и исполнением.

Ленточный фундамент является универсальным. Такой тип фундамента подойдет для домов с любой конструкцией стен.
В поперечном сечении ленточный фундамент дома образует прямоугольник, расположенный вертикально. Верхняя часть этого прямоугольника должна учитывать уклон строительного участка и выступать своим обрезом примерно на 100 мм над плоскостью прилегающей грунтовой поверхности. К тому же верхний обрез фундамента, в зависимости от конструкции стен дома, может быть шире толщины стены.

При строительстве жилого дома в 1-3 этажа поперечные размеры ленточного фундамента обычно сильно не отличаются. Это можно объяснить тем, что нагрузки от дома на грунт, незначительны, в то время как площадь опорной подошвы фундамента всегда будет больше необходимой по расчету примерно в 2-3 раза.

Так, в зависимости от материала, используемого в создании ленточного фундамента, средняя ширина для бутовых фундаментов 600 мм; для бетонных или железобетонных и бутобетонных 400-600 мм; для фундаментов, изготовленных из кирпича — это 500-550 мм. Такая ширина основания ленточного фундамента обеспечивает перевязку вертикальных швов камней и удобна в работе, уменьшая лишние трудозатраты.

Если грунт на участке строительства слабый или неоднородный, то вероятнее всего, давление дома своим весом на такой грунт будет превышать нормативное (для средней полосы России это 1-1,5 кг/см²). В таком случае необходимо увеличить ширину подошвы фундамента. Сделать это можно созданием уступов по высоте фундамента через каждые 300-600 мм. Кроме того, можно в нижней части фундамента создать «подушку», подложив железобетонную плиту или утрамбовать крупный просеянный песок, с песчинками размером 1-2 мм, слоем толщиной 200-300 мм.

Термины, определения и параметры для расчета ленточного фундамента под дом

Фундамент - нижняя часть дома, находящаяся под землей, предназначенная для передачи и распределения нагрузки от здания на грунт.
Подошва фундамента - плоскость фундамента непосредственно взаимодействующая с грунтом.
Глубина заложения фундамента - расстояние от подошвы фундамента до поверхности грунта.
Подстилающий слой грунта (основание) - слой грунта, на который опирается подошва фундамента.
Расчетная глубина промерзания грунта - положение границы промерзания относительно уровня грунта, принятое в качестве расчетной величины (нормативы СНиП).
Уровень грунтовых вод - положение зеркала грунтовых вод относительно уровня грунта в условно открытом котловане (скважине).
Сжимаемая толщина грунта - деформируемая часть грунта, воспринимающая нагрузку от фундамента.

Порядок расчета ленточного фундамента под дом

Определение глубины заложения ленточного фундамента

Глубина заложения фундамента зависит от глубины промерзания грунтов, уровня грунтовых вод и от подстилающего слоя грунта. Обычно глубина заложения фундамента выбирается ниже глубины промерзания, но не менее 500 мм.

Глубина промерзания определяется климатическими условиями региона и соответствует наибольшему значению промерзания влажного грунта без снегового покрова при наиболее низких зафиксированных температурах. Ее можно определить из таблицы:

Кроме того необходимо учитывать, что при круглогодичном проживании в доме, когда зимой он прогревается за счет отопления, расчетная глубина промерзания грунта уменьшается на 15-20%.

Также расчетную глубину промерзания грунта можно определить по формуле:

d f= k n×d fn,

k n - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимается по таблице 1 СНиП 2.02.01-83 Основания и фундаменты;
d fn - нормативная глубина сезонного промерзания грунта, принимается по климатической карте «Районирование территории РФ по массе снегового покрова».

При расчете глубины заложения фундамента относительно грунтовых вод, стремятся к тому, чтобы подошва фундамента передавала нагрузку на прочный слой грунта. Такой слой располагается выше уровня грунтовых вод, который зависит от геологических условий местности, где находится строительный участок.

При расчете глубины заложения фундамента с учетом наличия особенностей конструкции дома, во внимание принимается и глубина подвала.

Таким образом глубина заложения фундамента равна максимальному значению, состоящему из величин, рассчитанных из климатических (глубина промерзания грунта), геологических (глубина грунтовых вод) и конструктивных (наличие подвала) особенностей.

Расчет размеров подошвы фундамента

Определение геометрических параметров, основным из которых является площадь подошвы фундамента, также ответственный этап расчета. Поскольку от правильности его определения зависит надежность дальнейшей эксплуатации дома. Если площадь опоры окажется менее необходимой, то это повлечет за собой неравномерную просадку строения и его деформацию. Избыточная площадь подошвы фундамента — это неоправданные дополнительные расходы.

Существует два варианта расчета площади подошвы фундамента по предельным состояниям. Первый вариант расчета по несущей способности основания, второй по допустимым деформациям конструкции.

Расчет размеров подошвы фундамента по несущей способности основания

Заключается в оценке устойчивости подстилающего слоя грунта к воздействию веса конструкции. Под воздействием эксплуатационных нагрузок из-за уплотнения грунта-основания происходит деформационный сдвиг слоев грунта и возникает осадка фундамента. Глубина осадки зависит как от прочности грунта-основания, так и от величины давящей на грунт силы. Для расчета существует формула:

S>ϒ n F/ϒ c R о,

где:
S - площадь подошвы фундамента (см 2);
F - расчетная нагрузка на основание (общий вес дома с дополнительной эксплуатационной нагрузкой) (кг);
ϒ n - коэффициент надежности (равен 1,2);
ϒc - коэффициент условий работы;
R о- условное расчетное сопротивление грунта основания для фундамента.

Общий вес дома с дополнительной эксплуатационной нагрузкой — это сумма величин:

• масса стен дома с фронтонами и с внутренними перегородками;
• масса цокольного и межэтажного перекрытий;
• масса крыши с учетом материала кровли и снеговой нагрузки.

Существуют удобные онлайн калькуляторы для расчета весовой нагрузки на фундамент, которыми можно воспользоваться. Для примерного расчета общего веса дома можно использовать таблицу:

Коэффициент условий работы имеет величины:

Условное расчетное сопротивление грунта основания для фундамента определяется по таблицам:

Расчет размеров подошвы фундамента по допустимым деформациям конструкции

В отличии от первого варианта расчета площади фундамента этот вариант позволяет исключить деформацию конструкции дома от неравномерной просадки фундамента. Это обеспечивается оценкой соответствия реального и допустимого уровня деформации конструкции от воздействия эксплуатационных нагрузок.

Существуют следующие виды деформаций конструкции сооружений:

Прогиб и выгиб - возникает из-за неравномерной осадки основания фундамента.

возникает при осадке фундамента с одной из сторон.

возникает при высокой изгибной жесткости строения (высотная конструкция или элемент).

Перекос - возникает при неравномерной осадке фундамента на одном из участков.

Горизонтальное смещение - возникает в фундаментах, в стенах подвалов, в подпорных стенках на участках, загруженных горизонтальными усилиями.

Допустимые величины деформаций сооружений зависят от особенностей конструкции и применяемых при строительстве материалов приведены в таблице:

Относительная неравномерность осадки - максимальное отношение разности в осадке двух участков фундамента к расстоянию между ними. Основываясь на данном значении можно определить минимальное значение расстояний между участками с неравномерностью осадки, и определить расчетную площадь основания фундамента.

Пример:

Предположим, что двухэтажный дом из кирпича деформировался в виде прогиба в центре на 1 см.

Расстояние по длине фундамента между точками замера участка прогиба 600 см. При длине строения 12 м относительная неравномерность осадки - 1/600=0,0017. Допустимая неравномерность осадки такого строения по таблице - 0,002. Следовательно, осадка в 1 см приемлема.

Расчет высоты цоколя

Высота цоколя рассчитывается с учетом климатических характеристик местности участка строительства по величине снежного покрова и необходимых характеристик жесткости поперечного сечения фундамента.

Расчет количества материалов и общей стоимости ленточного фундамента

Расчет арматуры для ленточного фундамента

Армирование ленточного фундамента необходимо для повышения сопротивляемости деформациям и эксплуатационным нагрузкам строения. Для армирования фундамента понадобится рассчитать диаметр и количество прутьев арматуры.

Из практики и технической документации следует, что количество арматуры должно быть минимум 0,1% от площади сечения основания.

Расчет диаметра арматуры:

1. Для легких конструкций - 8 мм.
2. Для средних конструкций - 10-12 мм.
3. Для тяжелых строений - 14 мм.

Расчет количества прутьев арматуры:

1. Для расчета общего метража горизонтальных прутьев необходимо периметр всего фундамента умножить на 4.
2. Для расчета количества перемычек надо суммарную длину фундамента разделить на планируемую величину длины между перемычками и тоже умножить на 4.
3. Если фундамент заглубленный и предусматривает два каркаса, то при расчетах все результаты просто удваиваются.
4. При расчетах количества прутьев можно исходить из стандартной длины арматурных прутьев - 6 м.

Пример:

Для ленточного фундамента под дом 6 × 8 м с двумя перегородками по 6 м и 4 м имеет периметр (6+8)× 2=28 м. С учетом перегородок суммарный периметр составит 28+6+4=38 м. Значит общий метраж арматуры будет 38 × 4=152 м. С учетом длины арматурного прута - 6 м на 8 м участке понадобится еще 2 м прута, для которых подойдут остатки от 4-х метровой перегородки. Таким образом получается (4+4) х 2=8 стыков. С учетом нахлеста прутов на стыках по 0,5 м в обе стороны понадобится 152+8=160 м арматуры. В штуках это будет 160/6=26,6, округляем до 27 штук арматурного прута. Для перемычек с расстоянием вязки 0,5 м, при длине фундамента 38 м, для вертикальных и горизонтальных прутов понадобится 38/0,5 × 4=304 штуки. При высоте каркаса 0,5 м и ширине 0,25 м на горизонталь пойдет 304/2 × 0,25=38 м, а на вертикаль 304/2 × 0,5=76 м арматурного прута. Количество прутьев на перемычки получается (38+76)/6=19 штук.

Расчет бетона на ленточный фундамент

Для расчета количества бетона на возведение ленточного фундамента существует простая формула:

К бΣ=Ш ф×В ф×(Д 1+Д 2),

К бΣ - необходимое количество бетона;
Ш ф - ширина фундамента;
В ф - высота фундамента;
Д 1 - длина внутренней стороны конструкции;
Д 2 - длина внешней стороны конструкции.

Расчет стоимости ленточного фундамента

Для расчета стоимости ленточного фундамента необходимо уточнить текущие цены на используемые материалы и умножить на величины, полученные при расчетах, описанных выше.

Дороже всего обойдется бетон. Его стоимость составит 25% всех расходов на фундамент. Затем от 15% до 20% расходов, в зависимости от размеров и качества, уйдет на арматуру. Опалубка потребует 10% от общей стоимости. Далее 5% стоимости — это транспортные расходы. Прочие, не самые маленькие 40-45% расходов потребуют песок, проволока для вязки, гидроизоляционный материал, кирпич, крепеж, инструменты и т.п.

Также существуют удобные онлайн калькуляторы для полного расчета ленточного фундамента и видео с подробными инструкциями.

Видео по теме

С расчетов начинаются непосредственно строительные работы. Чтобы рассчитать фундамент для одно- или двухэтажного дома, помощь квалифицированных специалистов, возможно, не понадобится. Однако при сложных вариантах расчета, к примеру, трехэтажной виллы на склоне холма на свайном фундаменте, лучше не экономить на специалисте.

Выбор типа фундамента

Перед тем, как начать расчеты, необходимо выбрать тип используемого фундамента соответственно обстоятельствам:

Ленточный фундамент – самый универсальный тип, поскольку является надежным и долговечным, подходит для зданий любой высотности, в здании можно обустроить подвал. Минусом является большой расход материалов и громоздкость конструкции. Представляет собой заглубленную в землю ленту из армированного бетона, вылитую на подушке из песка и щебня.

Столбчатый фундамент – представляет собой заглубленные в землю на определенном расстоянии друг от друга бетонные столбы, соединенные балками. Подходит для возведения малоэтажных (1-2 этажа) домов из бруса, из сип-панелей, или срубов. Данный вид фундамента подойдет для почв, где нет резких температурных колебаний.

Плиточный – требует предварительного заглубления грунта, а неровности почвы под ним выравниваются подсыпкой песка, щебня или бетона.

Плита для фундамента предварительно армируется. Применяется для строительства массивных 2-3-х этажных зданий. Самый затратный вариант относительно других видов.

Свайный – состоит из соединенных балками и железобетонными плитами свай. Применяется в условиях зыбких почв, для строительства легких многоэтажных зданий. Монтаж свай требует применения множества строительной техники и обходится недешево.

Нюансы расчета

Расчет заложения фундамента производят, учитывая такие нюансы:

• глубину залегания грунтовых вод;
• глубину промерзания грунта в данном регионе согласно таблицам;
• рельеф местности и состояние грунта;
• наличие или отсутствие подвала;
• наличие подземных коммуникаций – кабелей, трубопроводов рядом с местом строительства.

Расчет нагрузки на фундамент

В качестве примера для расчета будет рассмотрено одноэтажное здание 6X8 метров с высотой потолков 3 метра, длина простенков в доме составляет 10 метров, а толщина 0,1 м. Нагрузка на фундамент рассчитывается следующим образом. Длина стен равна:

После этого вычисляется объем стен, в данном случае считается, что они все толщины 10 см:

V=L*H*T V=38*3*0.1=11.4 м3.

Из таблиц берется коэффициент плотности материала P, из которого выполнены стены, и масса стен обсчитывается по формуле:

Вес перекрытий и кровли высчитывается при помощи таблиц, умножая их предварительно высчитанную площадь на удельный вес материала, из которого они состоят.

При расчете нагрузки на фундамент производится учет снеговой и ветровой нагрузки, а также находящихся в здании людей и предметов интерьера.

Расчет нагрузки на грунт

Производится данный обсчет, чтобы выяснить, не является ли здание слишком тяжелым для данного типа грунта. Нагрузка на грунт складывается из масс фундамента и здания. Масса фундамента вычисляется умножением объема на удельную плотность.

При этом у почвы согласно таблицам есть допустимая максимальная нагрузка на м2. Высчитывается нагрузка путем деления массы здания вместе с фундаментом на общую площадь подошвы основания.

Нагрузку на грунт можно уменьшить следующими способами:

• Сделать ленту в основании трапециевидной с расширением книзу.
• При использовании столбчатого основания сделать большее число и габариты столбов.

Расчет количества арматуры для ленточного фундамента

Для ленточных фундаментов применяют два армирующих пояса и арматуру толщиной до 12 мм. При наборе каркаса следует помнить, что вертикальные и поперечные прутья подвергаются меньшей нагрузке, чем продольные.

В качестве вертикальных и поперечных прутьев подойдет катанка, а для горизонтальных применяют рифленую арматуру. Ставятся продольные пруты не реже чем через 40 см, но не менее двух прутков.

Высчитывается необходимое количество рифленой арматуры, перемножая длину ленты на количество рядов прутьев. Поперечные прутки ставятся через каждые 50 см, отступив по 5 см от стенок основания.

Длина катаной арматуры считается по количеству поперечных прутков, умноженных на длину поперечного прутка, и количеству вертикальных прутков, умноженных на длину вертикального прутка. Конструкция собирается при помощи вязальной проволоки, ее количество обсчитывается из расчета около 30 см проволоки на одну скрутку.

Расчет бетона на фундамент производится так — количество использованного бетона равняется объему фундамента. Метод расчета объема фундамента – вычисляется площадь геометрической фигуры, которую он собой представляет (в данном случае произведение длины ленты на ее ширину). Площадь затем умножается на высоту заливки бетона.