Застройщика всегда волнует, какой ширины должен быть фундамент ленточной конструкции. Чем больше ширина фундамента, тем больше надо вложить в его возведение трудозатрат и материалов. Любое излишество в расходовании строительных материалов увеличивает затраты на строительство объекта. Чтобы этого не происходило, нужно точно рассчитать ширину и высоту ленточного фундамента. Расчёт основания здания определяет глубину заложения, высоту стенок и ширину фундамента. Также необходимо определить количество арматуры и её диаметр.
Почему выбирают ленточный фундамент
По сравнению с другими конструкциями фундаментных оснований ленточная опора позволяет наиболее равномерно передать нагрузку от здания на грунт, поэтому, если результаты исследования прочности грунтового основания позволяют, выбирают ленточный фундамент.
Делать ленточный фундамент нужно по всему периметру дома и под внутренними несущими стенами. Если внутри дома устанавливают тяжёлое технологическое оборудование (котёл), то под него тоже подводят фундаментную ленту.
Виды ленточного фундамента
Среди оснований разной конструкции, застройщик для своего дома зачастую выбирает ленточный фундамент. Ленточное основание строения в основном бывает двух видов:
- ленточный фундамент из сборного железобетона;
- монолитная железобетонная лента.
Железобетонные фундаментные блоки
Сборный железобетон
При установке железобетонных блоков в проектное положение не нужно устраивать опалубку. Технология изготовления блоков включает в себя вибрирование и пропаривание бетона, что гарантирует их прочность.
При возведении ленточного фундамента из сборного железобетона на слабых грунтах блоки опирают на бетонные подушки (широкие плиты). Подушки увеличивают площадь опоры основания дома, тем самым снижают давление на почву.
Фундаментные блоки монолитного железобетона имеют буквенную маркировку – ФБС. Основные габариты ФБС указаны в таблице:
Кроме того, промышленность выпускает блоки ФБП. Блоки представляют собой облегчённый вариант ФБС аналогичной высоты и ширины с квадратными пустотами. Длина ФБП 238 см. Блоки применяют для опирания внутренних несущих ограждений и стен подвала.
Недостатки и преимущества блочного фундамента
Расчёт фундамента из сборного железобетона не может быть экономически точным. Причиной этому является стандартизация размеров железобетонных блоков. Например, если расчёт определил толщину ленточного фундамента 550 мм, а высоту стенки 500 мм, то размер применяемых блоков будет соответственно 600 мм и 580 мм.
Наряду с этим, блочное основание обладает рядом преимуществ перед монолитной лентой:
- значительное сокращение объёмов мокрых процессов;
- отсутствие затрат на опалубочные работы, армирование, приготовление и заливку бетонного раствора;
- всесезонность монтажных работ;
- возведение основания дома производится в короткие сроки и не зависит от времени застывания бетона.
Ленточный фундамент из железобетонных блоков
Монолитная железобетонная лента
Расчёт монолитной ленты должен гарантировать возведение прочного и надёжного основания здания.
Если глубина заложения ленты зависит от уровня грунтовых вод, несущей способности грунтового основания, толщины промерзания почвы, то ширина ленточного фундамента определяется исходя из общей нагрузки от строения и толщины наружных стен.
Делать ленточный фундамент нужно такой ширины, чтобы общая площадь подошвы основания здания соответствовала сопротивлению грунтового основания.
Расчёт площади подошвы ленточного фундамента
Расчёт площади основания здания должен быть таким, чтобы под действием суммарной нагрузки дом не продавливал землю и не выталкивался наверх промёрзшей вспученной почвой. В нормативной документации можно найти формулу, как рассчитать площадь основания дома.
S – площадь подошвы фундамента;
k – коэффициент надёжности равный 1,2, то есть закладывается запас площади в 20%;
k(c) – коэффициент состава грунта (пластичная глина – 1, песок – 1,4 и т.д.);
R – расчётное сопротивление грунта (берётся из таблицы СНиП).
Все элементы формулы имеют справочный характер, кроме суммарной нагрузки F. Суммарную нагрузку рассчитывают, используя справочные таблицы нормативной документации. Для этого применяют показатели среднего удельного веса конструкций кровли, стен и перекрытий.
Также в расчёт принимают такие данные, как снеговая нагрузка. В средней полосе России это составляет – 100 кг/м 2 , на севере страны – 190 кг/м 2 , на юге – 50 кг/м 2 .
В общей сумме учитывается вес самого фундамента и полезная нагрузка (техническое оборудование, заполнение помещений мебелью и прочее).
Пример самостоятельного расчёта ширины ленточного фундамента
- размер дома в плане – 10 м х 10 м. Площадь застройки – 100 м 2 ;
- внутри дома посередине расположена несущая стена;
- стены кирпичные, толщиной в 1 кирпич – 250 мм и высотой 2,7 м. Удельный вес кирпичной кладки – 1600 кг/м 3 ;
- кровля из шифера – 40 кг/м 2 ;
- перекрытие из железобетонных плит – 500 кг/м 2 ;
- глубина промерзания почвы – 700 мм;
- уровень грунтовых вод – 2,2 м;
- грунтовое основание – сухой суглинок средней плотности с расчётным сопротивлением 2 кг/см 2 ;
Все величины нормативных нагрузок взяты на основе справочных данных. Величина снеговой нагрузки определена из соответствующего раздела СНиП для южных районов России.
Определение суммарной нагрузки от дома на ленточный монолитный фундамент
На основе имеющихся исходных данных делают расчёт суммарной нагрузки на фундамент. Также определяют габариты монолитной ленты. Необходимо, чтобы застройщики сделали расчёт в следующем порядке:
Крыша из шифера двускатная. С учётом уклона кровли и её свесов применяют коэффициент 1,1. Нагрузка от кровли составит: 100 м 2 х1,1х40 кг/м 2 = 4000 кг.
Кирпичные стены
Чтобы определить нагрузку от стен, зная их толщину, нужно подсчитать их длину. Длина стен по периметру составит: (10 х 4) – (0,25 х 4) = 39 м. Вычет удвоенной толщины кирпичной кладки сделан потому, что оси плана дома проведены посередине толщины стен. Длина внутренней несущей стены составит 10 – 0,25 = 9,75 м. Общая длина несущих стен будет равна 48,75 п.м.
Объём кирпичной кладки составит: 48,75 х 0,25 х 2,7 = 32,9 м 3 . Полная нагрузка от кирпичных стен равна: 32,9 х 1600 = 52 670 кг.
Перекрытие из железобетонных плит
Одноэтажный дом имеет перекрытия в двух уровнях. Это перекрытие цоколя и потолок в доме. Площадь перекрытий равняется: 100 х 2 = 200 м 2 . Соответственно нагрузка от плит перекрытий будет равна: 200 м 2 х 500 кг/м 2 = 100000 кг.
Для расчёта снеговой нагрузки берут общую площадь кровли дома – 100 х 1,1 = 110 м 2 . Снеговая нагрузка составит: 110 м 2 х 50 кг/м 2 = 5 500 кг.
Норма этой нагрузки рассчитана на основе усреднённых величин веса технического оборудования, внутренних коммуникаций, отделки помещений, мебели и прочего. Удельный вес полезной нагрузки колеблется в пределах 18 – 22 кг/м 2 .
Расчёт полезной нагрузки производят на основе среднего показателя – 20 кг/м 2 . Вес составит: 100 м 2 х 20 кг/м 2 = 2000 кг.
Итого суммарная нагрузка на фундамент будет равна: 4 000 + 52670 + 100 000 +2 000 = 159 000кг.
Расчёт ширины монолитной ленты
Согласно вышеуказанной формуле определяют минимальную площадь подошвы фундамента:
(1,2 х 159 000 кг) : 2 кг/см 2 = 95 400 см 2 . То есть минимальная допустимая площадь подошвы основания дома будет равняться 10 м 2 .
Общая опорная площадь кирпичных стен определяется произведением длины в плане несущих стен на их толщину: 48,75 м х 0,25 м= 12,18 м 2 .
Из общепринятой практики минимальную ширину ленточного фундамента делают на 100 мм больше толщины стен.
В результате видно, что расчётная опорная площадь меньше минимальной опорной площади стен. Следовательно, ширина ленточного фундамента должна быть равна 250 мм + 100 мм = 350 мм.
Потребность в материалах для устройства монолитной ленты
Учитывая толщину промерзания грунта (0,7 м) и глубину уровня грунтовых вод (2,2 м), монолитную ленту делают мелко заглублённой – 1 м.
Для заливки опалубки используют бетон М 300. Объём потребности в бетонном растворе равен: 0,35 м х 1 м х 48,75 м= 17 м 3. . С учётом непредвиденных потерь потребность в бетоне составит 17,3 м 3 .
Арматурный каркас состоит из 4-х продольных арматурных стержней периодического профиля диаметром 12 мм. Так как поперечные стержни каркаса делают из тех же стержней, то общая потребность в арматуре составит: 50 м х 4 = 200 м.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что высчитать ширину, высоту и длину ленточного фундамента для своего дома вполне под силу мало-мальски сведущим в строительном деле людям.
Застройщика всегда волнует, какой ширины должен быть фундамент ленточной конструкции. Чем больше ширина, тем больше надо вложить в его возведение.
Они могут использоваться под разные дома на различных типах грунтов, расчет их можно сделать своими руками. Для этого не нужны знания высшей математики или сопромата. Есть метод, при котором все просто, правда, громоздко: придется собирать много данных. Этот расчет ленточного фундамента называется «по несущей способности грунта». Но предварительно вам нужно будет собрать нагрузки от дома: рассчитать какая масса будет приходится на каждый квадратный метр (сантиметр) основания. Затем, подбирая ширину подошвы фундамента, выбрать оптимальную ее ширину.
Метод расчета
Мы точно знаем, что первым строится фундамент. Но проектируется он в последнюю очередь. Его задача передать нагрузку от дома. А ее мы будем знать лишь после того, как определимся с типом всех строительных материалов и их объемов. Так что до начала расчета фундамента необходимо:
- начертить план всего здания со всеми простенками;
- решить, нужен или нет подвал, и какой он должен быть глубины, если нужен;
- знать высоту цоколя и материал, из которого он будет сделан;
- определиться с типом и толщиной используемых материалов для утепления, ветрозащиты, гидроизоляции, отделки как внутри, так и снаружи.
По всем используемым во время стройки материалам нужно найти их удельный вес. Желательно составить таблицу: работать будет проще. Только после этого можно приступать к расчету.
Ленточный фундамент чаще всего делают монолитным или . Намного реже сегодня делают кирпичные или бутобетонные ленты: они менее надежны, но при этом для их строительства требуется большее количество материала, хотя стоимость его может быть меньше.
Условно расчет ленточного фундамента можно разбить на несколько этапов:
- Определение нагрузки на фундамент.
- Выбор параметров ленты.
- Корректировка в зависимости от условий.
Теперь обо всех этапах подробнее.
Сбор нагрузок на фундамент
На этом этапе суммируется масса всех строительных материалов, которые используются для строительства:
Как уже говорили, к этому моменту уже должен быть готов план здания с более-менее точными размерами. Расчет массы используемых строительных материалов несложен: находите площадь, на которой он будет расположен, умножаете на удельный вес, получаете массу.
Если рассчитываемый элемент прямоугольный, его площадь находите, перемножив длину сторон. Если считаете в метрах, получаете м 2 . Умножив на толщину материала в тех же единицах (в метрах) получаете объем в кубометрах — м 3 . Так работать будет удобнее: большая часть удельной массы стройматериалов дается в килограммах на кубометр (кг/м 3). Перемножив найденный объем с удельным весом материала получаете массу материала для этой плоскости.
Пример расчета массы стены
Чтобы стало понятнее, приведем пример. Посчитаем сколько весить будет стена из профилированного соснового бруса 150*150 мм, с обшивкой из липовой вагонки толщиной 14 мм, обрешетка из соснового бруска 50*20 мм. Стена длиной 4 м и высотой 2,8 м.
Удельный вес закупленного соснового бруса (может быть разным) 570 кг/м 3 , вагонки 530 кг/м 3 , бруска 510 кг/м 3 .
Площадь стены: 4 м * 2,8 м = 11,2 м 2 .
Объем бруса в стене будет 11,2 м 2 * 0,15 м (толщина бруса) = 1,68 м 3 .
Умножив объем на удельный вес бруса, получим массу стены: 1,68 м 3 * 570 кг/м 3 = 957,6 кг.
Теперь находим объем вагонки на стене: 11,2 м 2 * 0,014 м (толщина вагонки) = 0,16 м 3 .
Сколько весит вагонка узнаем, умножив ее удельный вес на объем: 0,16 м 3 * 530 кг/м 3 = 84,6 кг.
Количество обрешетки считают по-другому: определяем сколько планок прибивается. Мы будем прибивать обрешетку вдоль с шагом 60 см. Получится 5 планок длиной 4 м. Погонных метров всего будет 20. Теперь находим объем: 20 м.п. * 0,05 м * 0,02 м = 0,02 м 3 .
Теперь находим массу обрешетки: 0,02 м 3 * 510 кг/м 3 = 10,2 кг.
Теперь находим массу всех материалов для стены : 957,6 кг + 84,6 кг + 10,2 кг = 1052,4 кг.
Мы рассчитали, что масса стены площадью 11,2 м 2 будет 1052,4 кг. Получается, что один квадрат весит 1052,4 кг / 11,2 м 2 = 93,96 кг/м 2 . Теперь посчитав, площадь всех стен с такой отделкой, можем найти их общую массу. Пусть общая их площадь 42 м 2 . Тогда весить они будут 42 м 2 * 93,96 кг/м 2 = 3946,32 кг.
По такой методике находите массу всех перечисленных элементов. Если они имеют сложную геометрию, разбиваете их на простые фигуры и так определяете площадь. С остальным проблем быть не должно.
Кроме стройматериалов на фундамент будет давить вся обстановка в доме: мебель, техника, люди и т.д. Считать все это очень уж долго, так что при планировании принимают, что на один квадратный метр площади полезная нагрузка составляет 180 кг/м 2 . Чтобы узнать общую полезную нагрузку дома, его площадь (всех этажей) умножаете на эту цифру.
В большинстве регионов необходимо еще учитывать нагрузки на фундамент от снега. Снеговые нагрузки определены по регионам (смотрите фото), их значения приведены в таблице.
Снеговые нагрузки по России (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Но так как кровли разные, а них скапливается разное количество снега. Потому в зависимости от угла ската применяются коэффициенты:
- угол наклона меньше либо равен 25° — коэффициент равен 1 (снеговая нагрузка берется из таблицы без изменений);
- угол наклона больше либо равен 60° — коэффициент равен 0 — снеговая нагрузка не учитывается.
Во всех остальных случаях (угол наклона кровли от 25° до 60°) значения выбирают от 0 до 1 (строят график и по нему определяют коэффициент).
Снеговые нагрузки по Украине (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Пример : пусть снеговая нагрузка в регионе 180 кг/м 2 , общая площадь кровли 65 м 2 , коэффициент учета угла ската кровли 0,82 (угол наклона около 30°). Находим снеговую нагрузку: 65 м 2 * 180 кг/м 2 * 0,82 = 9594 кг.
Эту нагрузку необходимо будет добавить к массе дома и его полезной нагрузке.
Расчет ленточного фундамента: определяем ширину подошвы
При расчете ленточного фундамента необходимо будет определить два его параметра:
- + высота цоколя = высота;
- ширина ленты;
Третий — длина — известен. Это сумма длин всех стен, под которыми будет закладываться фундамент.
Пусть мы примем, что глубина залегания фундамента для наших условий — ниже уровня промерзания грунта, высота цоколя — 20 см. Грунт промерзает в нашем регионе на 1,4 м. По рекомендациям фундамент должен находится на 15 см ниже уровня промерзания. Получаем общую высоту: 1,4 м + 0,2 м + 0,15 м = 1,75 м.
Выбираете ширину фундамента в зависимости от материала и расстояния между стенами (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Расчет нагрузки на фундамент
Теперь нужно найти, с какой силой будет давить дом на фундамент. Для этого общую массу дома (масса всех элементов + полезная нагрузка + снеговая) делим на площадь фундамента.
Площадь ленточного фундамента находим умножив ее длину на выбранную в предыдущем пункте ширину. Потом общую нагрузку от дома делим на площадь фундамента в квадратных сантиметрах. Получаем удельную нагрузку на каждый квадратный сантиметр ленточного фундамента.
Пример. Пусть нагрузка от дома 408000 кг, площадь ленточного фундамента (длинна 4400 см, ширина 30 см) — 132000 см 2 . Разделив эти значения, получаем: на каждый сантиметр давит 3,09 кг.
Теперь необходимо узнать, выдержат ли грунты под подошвой фундамента это значение. Любой грунт в состоянии выдержать какое-то давление. Эти значения просчитаны и занесены в таблицу. Находим тип грунта под подошвой фундамента (определяется геологическими исследованиями) и смотрим его удельную несущую способность.
Несущая способность грунтов — сравниваем найденную нагрузку от дома с нормативной для вашего грунта
Если несущая способность грунта больше чем нагрузка от дома, все выбрано правильно. Если нет, необходимо вносить корректировки.
Корректировка параметров
Если нагрузка, передаваемая через ленточный фундамент, для данных грунтов велика, выхода два: использовать при строительстве более легкие материалы или увеличить ширину ленты.
Изменение материала очень трудоемко: часто изменение одного материала тянет за собой цепочку изменений параметров целого ряда других. В результате расчет массы приходится переделывать. Потому чаще увеличивают толщину ленты в фундаменте. Этим увеличивается уменьшается удельная нагрузка. Но слишком широкий ленточный фундамент (шире 60 см), особенно глубокого заложения, невыгоден экономически: большой расход материала и трудозатараты. В этом случае необходимо сравнивать стоимость нескольких типов фундамента.
Не забудьте после изменения ширины ленты пересчитать ее массу и соответствующим образом откорректировать массу строения.
Как рассчитать кубатуру фундамента
Учитывать массу фундамента лучше рассчитывая его объем: эта цифра вам пригодится при заливке фундамента: будете знать, сколько заказывать бетона или сколько материалов потребуется закупить.
Все исходные данные уже известны: высота, ширина и длина ленты. Их перемножаете, получаете кубатуру фундамента.
Например, посчитаем объем фундамента для рассчитанной ранее ленты: длинна 44 м, ширина 30 см (0,3 м), высота 1,75 м. Перемножаем: 44 м * 0,3 м * 1,75 м = 23,1 м 3 . Фактически расход, скорее всего, будет немного больше: порядка 25 кубов. На эту цифру и ориентируйтесь при заказе бетона.
Любое строение имеет под собой фундамент, тип которого определяется конструктивными особенностями строения, видом грунта, климатическими и другими параметрами. При проектировании ленточного фундамента размеры его определяются на основании инженерных расчетов.
Ленточный фундамент может быть как монолитным, так и сборным из готовых заводских блоков. Но в любом случае производится расчет ширины и высоты фундамента, глубины его залегания. Для монолитных фундаментов, кроме всего прочего, делается расчет необходимого сечения арматуры и её количества. Только при всех произведенных грамотных расчетах можно надеяться, что фундамент будет прочной и надежной основой вашего дома.
Фундаменты под строения могут быть:
- мелкозаглубленными,
- заглубленными.
В первом случае предполагается заглубление фундамента на высоту, не превышающую 1 м. Во втором случае — глубина заложения фундамента может доходить до 2- 3 м. В основном это делается, когда в подвальном этаже планируется устраивать некоторые вспомогательные помещения типа гаража, бани, бильярдной и тому подобное.
При проектировании размеры ленточного фундамента под дом определяются в соответствии с размерами и планировкой будущего дома, т. е. ленточный фундамент должен устраиваться под все наружные и внутренние несущие стены.
Обычно жилые дома строятся на мелкозаглубленном ленточном фундаменте, что позволяет значительно экономить финансовые средства, поскольку устройство такого основания, как правило, производится силами самих застройщиков.
Что нужно знать при определении размеров фундамента
Чтобы выбрать необходимый оптимальный размер фундамента, обеспечивающий надежность всего строения, нужно знать:
- состав грунта на участке;
- высоту залегания грунтовых вод;
- глубину промерзания почвы в данном регионе;
- вес самого здания, т.е. нагрузки на фундамент от веса стен, перекрытий, и крыши.
Минимальная ширина фундамента ленточного должна быть равной ширине стен или больше.
Допускается свес стен над фундаментом на ширину 10-13 см, но не более. Это объясняется тем, что железобетон имеет высокую прочность, намного выше прочности стеновых материалов, поэтому может выдержать нагрузку от более широкой стены, а узкий фундамент, позволяет сократить расход бетона и арматуры.
Определяемся с подошвой фундамента
Расчет ширины фундамента определяется в зависимости от ширины его подошвы, которая рассчитывается исходя из нагрузок, давящих на фундамент. Фундамент, в свою очередь, оказывает давление на грунт.
В итоге получается, чтобы правильно рассчитать размер фундамента необходимо знать свойства грунта на месте строительства.
Если грунт на участке пучинистый, а дом предполагается строить из кирпича или бетонных блоков, то лучшим вариантом выбора фундамента будет – заглубленный. А поскольку фундаменты такого типа устраиваются ниже уровня промерзания почвы, то высота ленточного фундамента для дома будет в пределах 1–2,5 м до уровня земли.
Для небольших строений – бани, гаража или дачного домика, вполне подойдет мелкозаглубленный фундамент с высотой от основания до верха в пределах 60-80 см. При этом в земле будет находиться 40-50 см высоты фундамента, остальная часть будет выступать над уровнем почвы и являться цоколем строения. Несмотря на малую высоту, прочность фундамента будет гарантирована свойствами бетона и арматурного каркаса.
Определяя высоту фундамента, необходимо помнить, что под любой фундамент устраивается песчаная или гравийная подушка высотой слоя 10-20 см. Поэтому глубина котлована или траншеи будет больше на величину подушки.
Перед тем, как рассчитать ширину ленточного фундамента, необходимо подсчитать нагрузки, которые можно легко определить, зная размеры всех конструкций стен, крыши и удельный вес используемых материалов. К этим нагрузкам добавляется вес людей и всего того, что будет находиться в доме – мебели, бытового оборудования и прочего.
Размеры подошвы ленточного фундамента рассчитываются таким образом, чтобы нагрузка на основание не была больше допустимых нагрузок на грунт в данном месте строительства.
Рассчитывая ленточный фундамент, мы узнаем высоту и ширину, после чего определяем:
- количество бетона, необходимого для заливки,
- количество арматуры,
- материала для опалубки.
Как видите, размеры фундамента позволяют узнать многое для устройства надежного основания.
Первым делом необходимо определить глубину заложения фундамента ленточного заглубленного. Для этого нужно знать глубину промерзания грунта в вашем регионе в зимний период. Все это можно найти в строительных справочниках.
Производя расчет, сначала задают предварительные размеры фундамента (ширину подошвы, высоту), ориентируясь на конструктивные особенности дома. Если несущая способность грунта больше, чем давление здания на грунт, то выбранные размеры оставляют без изменения, в противном случае, размеры подбирают, чтобы расчетное сопротивление грунта не было меньше, чем удельное давление веса здания.
Сложность расчетов заключается, прежде всего, в точном определении вида грунта в основании фундамента и его свойств.
А если, ко всему прочему, есть основание полагать, что на участке высокий уровень грунтовых вод, то расчет фундамента и оценку грунта лучше всего заказать у специалистов, чтобы не рисковать вложенными в строительство деньгами. Потому что пучинистые грунты со временем могут изменять свои свойства под действием некоторых факторов, таких, например, как изменение уровня грунтовых вод.
Самостоятельно узнать высоту ленточного фундамента над землей можно, воспользовавшись онлайн-калькулятором, где программа сама рассчитает и площадь подошвы фундамента, и его высоту, и толщину песчаной подушки на основании данных о вашем грунте.
Особенности устройства мелкозаглубленного фундамента
Специалисты советуют не устраивать мелкозаглубленный высокий фундамент, так как это делает его слишком жестким.
К тому же, это ведет к перерасходу арматуры и бетона. Более низкий фундамент вполне справится с возложенными на него нагрузками и будет достаточно экономичным и надежным.
Высота ленточного фундамента
Максимальная высота надземной части монолитного ленточного фундамента при внутреннем заполнении ограниченного лентой пространства грунтом (песком) должна быть равна четырем размерам ширины ленточного фундамента. (Высота фундамента над землей = 4
x ширина фундамента)
|
Ширина сечения. |
Высота сечения, мм |
||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
*Таблица приведена по данным таблицы 3.2 из пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Москва, 2007.
Например, общая высота подземной и надземной части ленточного фундамента шириной 40 см должна иметь оптимальную высоту от 80 см до 120 см.
По английским рекомендациям, надземная часть монолитного мелкозаглубленного ленточного фундамента не может быть больше его подземной части, но может быть сколь угодно меньше подземной части фундамента. Самым распространенным вариантом является глубина заложения монолитного мелкозаглубленного ленточного фундамента и его высота над землей равные 50 см, то есть суммарной высотой ленты в 1 метр (если позволяют условия подлежащих грунтов). Если же вам нужен надземный цоколь высотой 80 см, то и подземную часть ленточного фундамента рекомендуется устраивать глубиной не менее 80 см. Эти английские рекомендации (как и многие другие) не подтверждается требованиями российских строительных нормативов, но могут оказаться полезными при конструировании надежных ленточных фундаментов.
Длина здания на ленточном фундаменте
Протяженные здания следует разрезать по всей высоте на отдельные отсеки, длина которых принимается: для слабопучинистых грунтов до 30 м, среднепучинистых - до 25 м и, сильнопучинистых - до 20 м, чрезмерно пучинистых - до 15 м. [ВСН 29-85].
Ширина ленточного фундамента
Минимальная, конструкционно ограниченная,
ширина ленты фундамента составляет 15 см,
и не менее ширины выступающего из под ленты плеча бетонной подушки [
BR 2010 A1/2, пункт 2E2-с],
а для ленточных фундаментов для дачных домов минимальная ширина составляет не менее 25 см - 30 см.
Ширина ленточного мелкозаглубленного фундамента не может быть меньше ширины опираемой на нее стены. Минимальная ширина ленточного фундамента для легких садовых построек (беседки, сараи, навесы, небольшие бани) должна быть не менее минимально допустимой ширины железобетонной балки, то есть 15 см.
Кроме минимальных конструкционных ограничений есть еще и требования задаваемые несущими способностями подлежащих под фундаментами грунтов
. Удельная нагрузка от здания на единицу площади не должна превышать 70%
от несущей способности грунта. Регулировать величину нагрузки можно с помощью площади опоры фундамента на грунт. Чем больше площадь опоры - тем меньше удельная нагрузка, передаваемая на грунт.
Для однокваритрных (индивидуальных) каркасных жилых домов, которые составляют довольно большую долю всех дачных построек, существуют отдельно прописанные нормы глубины заложения фундаментов в Своде Правил СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом». Они применимы при одновременном выполнении следующих условий:
пролет балок перекрытия, опирающихся на фундаменты (стены подвалов), не превышает 4,9 м;
расчетные равномерно распределенные нагрузки на перекрытия не превышают 244 кгс/м2;
расчетное сопротивление грунтов составляет не менее 0,75 кгс/см2.
Таблица №20. Минимальная ширина ленточного фундамента для индивидуального каркасного дома.*
|
Количество перекрытий |
||||
|---|---|---|---|---|
|
(этажей) |
под наружные стены |
под внутренние стены |
под колонны при шаге 3 м, м2 |
|
|
Значения при очень высоком уровне грунтовых вод (глубины менее ширины фундамента) |
||||
|
Количество перекрытий |
Минимальная ширина ленточного фундамента, мм |
Минимальная площадь подошвы фундамента |
||
|
(этажей) |
под наружные стены |
под наружные стены, обложенные кирпичом |
под внутренние стены |
под колонны при шаге 3 м, м2 |
|
Примечание: Площадь подошвы фундаментов под колонны, расположенные с шагом, отличающимся от приведенного в таблице, должна приниматься пропорционально уменьшению или увеличению |
||||
Понятие «фундамент» означает опору дома. Это нижняя часть конструкции, которая принимает и распределяет нагрузки. Его прочность – залог надежности постройки. Правильно выбранный размер и толщина фундамента гарантируют хорошие эксплуатационные показатели и долговечность строения.
Экономическая сторона
Неаргументированное завышение массы основания ведет к большей стоимости работ, а занижение чревато непредвиденными последствиями. Задача проектирования – найти компромисс между затратами на строику и укладки прочного фундамента, способного принять нагрузки от веса.
Вложения в начальный цикл гораздо выше при постройке небольших зданий, чем многоэтажных построек. При возведении кирпичного дома чаще применяют ленточные фундаменты. Соответственно и технологии используются те же, что и в промышленном строительстве.
В результате, в сравнении с многоэтажками, существенно растет себестоимость 1 кв.м. Снизить ее удастся при правильном подборе технологии устройства фундамента и его определенный размер.
Что предпочесть?
Бетонные и каменные основания разделяют:
- на массивные – залегающие под строением;
- на ленточные;
- на столбовые – отдельно стоящие столбы.
Столбчатые
Вполне подойдут для домов без подвалов. Их преимущество в сравнении с другими – экономичность. Однако этот тип фундамента не считается удачным для построек с подвалами и цокольными этажами. Из-за опасности быть сдвинутыми боковым давлением почвы, их нельзя использовать при наличии больших перепадов по высоте.
Ленточные
Этот вид самый популярный при возведении частных домов. Ширина их зависит от того, как грунт выдерживает нагрузку и от объема ее на основание. Важный плюс этих конструкций – они хорошо переносят ее и имеют отличную несущую способность.
В частном секторе используют слабозаглубленные ленточные фундаменты чаще. При их закладке используются сборные блоки, монолит бетона или бутовый камень.
Для зданий без подвалов лучше возводить сборный ленточный тип. Наличие огромного количества стыков между частями нужно гидроизолировать, а это – расходы времени и рабочей силы.
Монолитные – трудоемки, но создают полную гидроизоляцию, необходимую при закладке дома с подвальной частью. При возведении индивидуального коттеджа они экономичнее и обходятся в полтора меньше, чем сборные.
Монолит не требует дополнительной гидроизоляции швов, существенно уменьшая трудоемкость и расходы на начальный этап. К тому же, монолит устойчивее при пучении в мороз и просадках почвы.
При повышенной влаге почв гидроизоляция заглубленных частей – очевидная проблема, которая может увеличить себестоимость. Монолитный фундамента практически не пропускает влагу, а при добавлении специальных присадок, его себестоимость ниже, чем при использовании специального типа гидроизоляции.
Плитные
Походят для домов, если показатель вод в грунте завышен. По размерам дома укладывается единый монолит, усиленный каркасом. Благодаря увеличению взаимодействия фундамента и основания, снижается вероятные просадки почвы.
Свайные железобетонные
Сваи опускают в грунт с помощью вибропогружателей. Сваи проходят через верхние, более рыхлые почвы и передают нагрузку более плотным слоям. Глубокие слои уплотняются, увеличивая несущую способность.
Буронабивные
По сути, это скважины, уложенные бетоном, усиленным арматурным каркасом. В этом случае опалубка – грунт, пробуренный на глубину до 1,5 метра и на ширину до 250мм.
Типы буронабивных свай:
- сваи без дополнительного укрепления отверстий скважин для сухих грунтов;
- набивные сваи с укреплением избыточного давления для слабых и заводненных почв;
- набивные сваи с укреплением скважин обсадными трубами для непрочных грунтов.
Винтовые сваи
Это большие, ввинченные в землю шурупы. Такой вид пригоден для домов на слабых почвах с высокими водами, для плывунов. При такой технологии выполняются минимальные земляные работы.
Несущая способность
Первые несколько лет после окончания здания, почва под весом дома сжимается. Под воздействием ливней и паводков, фундамент проседает, вызывая растрескивания и разрушения.
Несущая способность и размер определяются с учетом особенностей почвы и ширины основания. Например, столбчатый фундамент с окружностью 25 см, опирается на грунт площадью 490 кв.см.
Если несущая способность равна 2,5 кг/кв. см. (средне плотные пески), то фундамент способен перенести ее (включая толщину столбчатого фундамента для застройки дома) до 1225 кг.
Основание из плотной глины этого же размера способно переносить нагрузку 490 х 6,0 = 2,94 тонны.
Ленточный фундамент (ширина – 40см и длина – 28 м) с размерами фундамента под индивидуальный дом 6 х 8 кв.м. требует основания в 112000 кв.см.
При одинаковой несущей способности почвы, основа может принимать следующие нагрузки: 112000 х 2,0 = 22400 кг, т.е. 224 тонны и 112000 х 6,0 = 672000 кг, то есть 672 тонны соответственно. Это данные для размеров от 1, 5 до 2 метров глубины, с шириной основания фундамента от полуметра до 1 кв.м.
По мере заглубления, несущая способность возрастает. А при более высоких цифрах– снижается из-за меньшей плотности почв.
При исчислении ширины и несущей способности фундамента для дома, ее берут с некоторой надбавкой. На практике, этот процент составляет около 30. Для создания запаса прочности, нагрузку увеличивают. Это перекрывает возможные неточности предварительных подсчетов.
Если уменьшить запас, возможна угроза просадки (особенно на начальном периоде эксплуатации). Если его увеличить – увеличивается себестоимость строительства.
Нагрузки на основание:
- размер и вес строительных материалов;
- специфика и ширина перекрытий;
- вид и размер материалов для крыши;
- разновидность кровли и ее ширины;
Как определить нагрузку
Она зависит от удельного веса различных составляющих.
Для фундаментов разной ширины
Для перекрытий
Для кровли
Также при полном подсчете нагрузки на фундамент определяется коэффициент воздействия уклона крыши на нагрузку при снеге. В среднем, он составляет от 1 до 0,2 (при уклоне от 20 до 60 градусов).
При определении массы строения учитываются внутренние перегородки и стены, опирающиеся на пол, и дополнительные нагрузки разного оборудования, инвентаря у разных видов перекрытий.
Для конечного расчета толщины закладываемого фундамента под дом берутся величины нагрузок постройки и почвы. Затем рассчитывается площадь, и выводится оптимальная ширина фундамента. Далее учитывается показатель толщины стен и запас в 10 сантиметров для дальнейшей отделки.
Пример расчета фундамента ленточного типа
После окончания расчетов для размера дома 6 х 9 получилась минимальное значение 5 кв. м. При ширине ленты Х, выполняется суммарный подсчет:
2 х 9 х Х + 2 х Х (6 – 2Х) = 5
18 Х + 12 Х – 4Х ^ 2 = 5
Получается Х1 = 0,17 метра
Х2 = 7,3 метра.
То есть в данном случае, минимально допустимое значение ленты – Х1 = 0,17 метра.
Полученная величина очень относительна и, если ширина стены дома предполагается 30 см., то с учетом добавочных размеров в 10 сантиметров на отделку, получается 40 см. Таким образом, запас основания будет равняться
0,4: 0,17 х 100мм – 100 мм = 135%.
Какая бы стройка не начиналась, она должна базироваться на проекте, разработанном специалистами с соблюдением всех обязательных норм, размеров и точных расчетов.