Расчет глубины заложения фундаментной основы

Оглавление

Усредненные значения для разных типов построек

Еще один показатель, который следует учесть при расчетах это сопротивление грунта. Для основных видов почвы он следующий

  • глина сухая плотная – 1,6-3,0;
  • песок крупных фракций – 3,6-4,6;
  • среднезернистый – 2,5-3,6;
  • мелкозернистый – 2,2-3,4;
  • супесь – 2,6-3,6;
  • суглинок – 1,6-3,0;
  • гравий, щебень, галька – 5,1-6,5.

После этого нужно определить весовое давление здания. Для основных строительных конструкций эти показатели следующие (в кг/см2):

  • стены дощатые с утеплителем – 30-50;
  • бревенчатые – 80-120;
  • керамзитобетонные – 460-580;
  • кирпичные – 570-970;
  • перекрытие по деревянным балкам – 120-160;
  • цокольное – 170-300;
  • железобетонное – 320-550.

Подсчитав вес здания, и сравнив результат с расчетным сопротивлением грунта, можно определить, подойдет ли ленточный фундамент для вашей постройки. Бывает и так, что приходится думать о том, как сделать здание легче или выбирать другой тип фундамента. Полный пример расчета ленточного фундамента мы приводили тут.

Мелкозаглубленный фундамент

Иногда фундамент глубокого заложения строит очень дорого. Тогда рассматривают свайный (свайно-ростверковый) или фундаменты мелкого заложения (мелкозаглубленные). Их еще называют «плавающими». Их только два вида — это монолитная плита и лента.

Плитный фундамент считается самым надежным и легко предсказуемым. У него такая конструкция, что она может получить значительные повреждения только при грубых просчетах при проектировании. Тем не менее, и его можно испортить.

Тем не менее, застройщики плитные фундаменты не любят: они считаются дорогими. На них уходит много материала (в основном арматуры) и времени (на вязку той же арматуры). Но иногда плитный фундамент получается дешевле ленточного глубокого заложения или даже свайного. Так что не сбрасывайте его сразу со счетов. Он бывает оптимальным, если строить хотят тяжелое здание на пучнистых или сыпучих грунтах.

Фундамент мелкого заложения

Мелкозаглубленная лента может иметь глубину от 60 см. При этом она должна опираться на грунт с нормальной несущей способностью. Если глубина плодородного слоя больше, то глубина заложения ленточного фундамента увеличивается.

С ленточными фундаментами  мелкого заложения под легкие здания все очень просто: они работают хорошо. Комбинация со срубом из бревна или бруса — это экономный и в то же время надежный вариант. Если и случаются перегибы ленты, то упругая древесина отлично с ними справляется. Почти также хорошо себя на такой основе чувствует себя каркасный дом.

Более внимательно нужно просчитывать если на мелкозаглубленном ленточном фундаменте собираются строить задние из легких строительных блоков (газобетона, пенобетона, и т.п.). Они на изменения геометрии реагируют не самым лучшим образом. Тут нужна консультация опытного и, обязательно, компетентного специалиста с большим опытом.

Строение плитного фундамента

А вот под тяжелый дом мелокзаглубленный ленточный фундамент ставить невыгодно. Чтобы передать всю нагрузку, его нужно делать очень широким. В этом случае, скорее всего, дешевле будет плитный.

Как работает мелкозаглубленый фундамент

Этот тип используется тогда, когда бороться с силами пучения слишком дорого и не имеет смысла. В случае с фундаментами мелкого заложения с ними и не борются. Их, можно сказать, игнорируют. Просто делают так, что фундамент и дом поднимаются и опускаются вместе с вспучившимся грунтом. Потому их еще называют «плавающими».

Все что при этом необходимо — обеспечить стабильное положение и жесткую связь всех частей фундамента и элементов дома. А для этого нужен правильный расчет.

Фундамент столбчатой конструкции

Схема устройства столбчатого фундамента из кирпичной кладки по деревянной балке

Столбчатая основа используется для одноэтажных строений, имеющих небольшой вес. Ей отдают предпочтение в ситуациях, когда необходимо при небольшом уровне затрат соорудить легкий фундамент. Конструкция представляет собой группу опорных колонн, которые изготовлены из железобетона. Они устанавливаются на угловых участках здания, а также в зонах пересечения капитальных стен и внутренних перегородок. Для повышения нагрузочной способности оголовки опор объединяются железобетонным ростверком.

Достоинства конструкции:

  • дешевизна;
  • простота обустройства;
  • возможность сооружения на проблемных почвах.

Столбчатые опоры формируются из кирпича или путем бетонирования. В нижней части опорных колонн формируется песчано-гравийная подушка.

Имеются определенные ограничения:

  • не рекомендуется сооружать столбчатую основу на почвах, склонных к сдвигам;
  • запрещается использовать железобетонные столбы для опор тяжелых строений;
  • нельзя строить здания на слабонесущих торфяных и глинистых почвах.

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

При расчете фундамента необходимо знать характеристики грунта и будущие нагрузки

Углубленность в грунт зависит от типа строения и его конструкции. Для расчета собираются нагрузки, действующие на основание. Геологические условия, степень пучения почвы, осаждение и промерзание являются важными показателями для расчета фундамента. Глубина заложения принимается не меньше 0,5 м (исключая скальные породы).

В каждом случае углубление рассчитывается по индивидуальным правилам так, чтобы принять минимальную величину для снижения объема выемки грунта, уменьшить работы по реструктурированию почвы ниже подошвы котлована. Упрощается водоотведение с участка при выборе оптимальной степени заглубления основания в грунт.

Правила определения глубины заложения:

  • подошва опускается в толщу несущего слоя на 10 – 15 см;
  • не допускается присутствие под подошвой основания грунта небольшой толщины, если его технические характеристики уступают свойствам подкладываемого слоя;
  • закладку делают выше отметки подъема грунтовой жидкости для исключения работ по водопонижению при строительстве.

Для чего нужно рассчитывать глубину фундамента?

Как рассчитать ? Сколько вычислений для этого понадобится? И самое главное, для чего и зачем это нужно делать?

Во избежании многих ошибок следует знать, что высоту ленточного фундамента нужно рассчитывать исходя из того, что она должна быть меньше либо равна той части, что находится под землей.

Именно этой опорой и выступает фундамент. Но для чего же тогда проводить сложный расчет и анализ данных, которые позволят правильно рассчитать глубину и узнать необходимую опорную площадь фундамента?

Согласно нормам, прописанным в СНиП, глубина заложения фундаментов должна учитывать следующие факторы:

Схема деформации фундамента.

  1. Прямое назначение и конструктивные особенности проектируемого здания, предстоящие нагрузки и их воздействие на фундамент. Другими словами, опорная площадь фундамента.
  2. Обязательное согласование с глубиной заложения фундаментов рядом стоящих зданий и сооружений. Также необходимо знать, на какой глубине проложены все инженерные коммуникации.
  3. Существующий и проектируемый рельеф территории, на которой происходит застройка.
  4. Инженерно-геологические условия строительной площадки. То есть абсолютное знание физико-механических свойств грунта, наличие слоев, склонных к скольжению, карстовых полостей и т.п. особенностей.
  5. Гидрогеологические условия строительной площадки.
  6. Вероятность размыва грунта у опор сооружений, которые возвели в непосредственной близости от русла рек.
  7. Глубина сезонного промерзания.

Пожалуй, последние три пункта являются наиболее важными, и поэтому им отводится особая роль

Столь пристальное внимание объясняется тем, что наша страна имеет сразу несколько климатических зон. Соответственно, качество и характеристики грунта имеют свои особенности

Встречаются ситуации, когда на одном участке, где возводят жилой дом, приходится учитывать сразу несколько разновидностей почвы

Поэтому очень важно правильно сделать выбор площади заложения ленточного фундамента и произвести расчет нагрузки на несущую фундаментную плиту

Краткие расчеты, которые потребуется сделать в процессе планирования

Схема видов фундамента.

Согласно правилам нормативную глубину сезонного промерзания грунта рассчитывают, исходя из данных наблюдений за период не меньше 10-ти лет. Если таковых данных нет, то для расчетов применяют специальные формулы. Вряд ли простому человеку придет в голову на протяжении 10-ти лет проводить эти измерения или же высчитывать глубину промерзания по сложным формулам. Поэтому если вы не курсе, на какую глубину промерзает грунт, и какова глубина залегания подземных вод, то вам вполне логичным будет обратиться в отдел геологии и гидрогеологии в своем населенном пункте. Если вы планируете нанимать строителей для возведения дома, то выбор размеров площади будущего основания и расчет необходимых размеров, будут производиться специалистами проектировщиками.

В случае если вы сами хотите узнать фактическую глубину промерзания, то вам нужно будет воспользоваться следующей формулой: Dr = k*Dn, где Dr – искомая величина, т.е. показывающая сколько будет глубина промерзания; Dn – нормативная глубина промерзания (данные берутся в местном отделе геологии); k – коэффициент, который учитывает влияние отопления постройки на промерзание грунта, который прилегает к фундаменту. Показатели k берутся из нормативов установленными СНиП 2.02.01-83.

Глубину залегания подземных вод также можно определить самостоятельно. Для этого вам понадобится выкопать на своем участке яму глубиной не меньше 2,5 метров и установить в нее трубу. Через некоторое время вода начнет просачиваться в яму и заполнит ее. Ваша задача выяснить на сколько глубоко находятся грунтовые воды. Как только вы это выясните, вы легко сможете определить глубину заложения фундамента.

Расчет нагрузки на грунт

Как высчитать фундамент на ленточной основе на нагрузку, создаваемую сооружением на почву? Сделать это очень легко: необходимо поделить полную массу строения (вес дома, наполнения постройки, нагрузку снгега) на площадь основания в см 2 .

Данные которые получены сравниваем с удельным сопротивлением грунта R кг/см?, на котором предполагается строительство постройки.

Вид грунта Сопротивление грунта (R кг/см?)
Глинистая почва 4.5
Глинистая почва с гравием 4.0
Почва с песком большой фракции 6.0
Грунт с песком средней фракции 5.0
Почва с песком речным маленькой фракции 4.0
Суглинистые почвы 3,5
Глина 6.0
Насыпной затрамбованный грунт 1.5

Пример расчета фундамента по несущей способности

Допустим, что полная масса строения (стены, крыша, фундамент, наполнение) с учетом снеговой и нагрузки ветра составляет 400 тыс. кг. Площадь основания составляет 100 тыс. см 2 (длина ленты 4 тыс. см; ширина – 25 см.) Для получения данных об удельной нагрузке сооружения на см 2 грунта необходимо поделить полную массу дома на площадь основания. 400000 кг/100000 см 2 =4.

Определяем по таблице вид грунта, на котором предполагается строительство, для получения данных о его несущей способности. Дальше все просто: сравниваем расчетный критерий и несущую способность грунта. Нужно, чтобы было сделано требование: P? Ro где Р – полная масса строения, Ro – удельное сопротивление почвы. Если данные в таблице больше или равны расчетным, то надобности вносить корректировки нет.

Если требование не исполнено, то для корректировки ширина подошвы возрастает на десять сантиметров и расчеты массогабаритных критериев фундамента повторяются. Так выполняется до того момента, пока требование P? Ro не будет исполнено.

Глубина заложения фундамента – определяющие факторы

На какую глубину следует закладывать фундамент

Определяя тип будущего фундамента, и принимая решение о заглублении опорной конструкции, учтите условия, в которых будет эксплуатироваться здание.

Важно обратить внимание на следующие моменты:

  • геологические аспекты;
  • воздействие климатических факторов на глубину фундамента;
  • влияние конструктивных особенностей здания на уровень заложения фундамента.

До начала выполнения расчетов и выбора типа фундамента необходимо:

  • выполнить мероприятия по анализу почвы на участке строительства;
  • изучить ландшафт, а также тщательно расчистить строительную площадку;
  • разработать план строения и рассчитать массу строительных конструкций.

На стадии сбора информации об особенностях строительной площадки следует проанализировать ряд факторов:

  • характер грунта на различной глубине;
  • среднестатистический объем осадков на протяжении года;
  • уровень расположение водоносных слоев;
  • глубину замерзания почвы;
  • колебания высоты и особенности рельефа на стройплощадке.

Виды фундаментов по способу заглубления

Решение о виде фундамента и уровне его закладки принимают с учетом следующих моментов:

  • особенностей здания, заложенных в проекте;
  • массы строения;
  • наличия цокольного помещения;
  • уровня расположения подземных коммуникаций.

Средняя температура в этой местности на протяжении года и особенности климата также влияют на размер приямка под основание.

Определяя, от чего зависит глубина закладки опорных конструкций, следует обратить внимание на климатические факторы:

  • для зданий, строительство которых планируется в южных широтах, необходимо обеспечить минимальное смещение подошвы траншеи от уровня почвы на 0,6 м;
  • при выполнении строительных мероприятий в условиях холодного климата уровень заглубления фундаментной подошвы в почву может достигать 1,5 м.

Для каждого вида грунта уровень замерзания отличается:

  • сильнопучинистые грунты, к которым относятся супесчаные, суглинистые и глинистые почвы, промерзают до уровня 0,5–1 м;
  • среднепучинистые песчаные почвы, содержащие включения глинистых частиц и песчаной фракции замерзают на глубину 0,6–2 м;
  • не склонные к пучению почвы, содержащие песчаные частицы, супесь, суглинки и глинистые включения имеют повышенный до 1–3 м уровень промерзания.

Фактор глубины промерзания земли при закладке фундамента

На склонность грунта к морозному пучению влияют следующие факторы:

  • концентрация влаги в почве;
  • уровень расположения подземных вод во время промерзания.

Ошибка в выполнении расчетов может привести к деформации основания.

В результате этого возможны отрицательные моменты:

  • усадка строения;
  • появление трещин на стенах;
  • нарушение общей устойчивости здания.

Наряду с характером грунта и уровнем промерзания, немаловажным фактором является рельеф местности. В строительных нормах содержатся требования по выравниванию площадки до начала строительства. Однако для участков, расположенных на наклонной местности, а также на скалистой почве не всегда имеется возможность разровнять участок застройки. В данной ситуации минимальный уровень заложения основания определяется по нижней точке наклонной площадки. Для таких условий отдают предпочтение свайной основе, а также винтовой, которая также не боится перепадов высот.

Проанализировав природные факторы, особенности здания и определив характер грунта, необходимо определиться с конструкцией фундаментной основы для будущего дома.

Факторы воздействующие на фундамент здания

Возможны следующие варианты:

  • мелкозаглубленный или глубокозаглубленный ленточный фундамент;
  • столбчатое основание в виде свай или железобетонных колонн;
  • плитная конструкция основы строения.

Что такое глубина заложения фундамента

Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.

Первым делом вы должны определиться с местом для дома на участке

Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.

Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.

Ленточный тип фундамента. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Для ленточного фундамента не понадобится слишком толстая арматура (10-12 мм), ведь этот фундамент имеет большую несущую способность. Продольные прутки арматур испытывают основную нагрузку и укладываются в 10 см от поверхности бетона. Вертикальные и поперечные прутки не испытывают нагрузки, вот почему для них используется гладкая арматура.

Для дома 5 на 8 м и ещё одна внутренние стены, вся длина фундамента составит 45 метров. Общий расход гладкой арматуры на всю площадь фундамента составит 97,5 метра. Также прибавляем длину фундамента для внутренних стен.

Число вязальной проволоки при всей длине фундамента 45 м и шаге в 40 см для одного соединения будет равна 30 см, а общее количество (45 м /0,4 м)*3 (кол-во уровней)=338, умножаем на размер проволоки 338*0,3=102 метра вязальной проволоки.

Как оказывает влияние климат на расчет глубины фундамента

Условия климата региона, где идут строительные работы, воздействуют на глубину обмерзания почвы. С конкретной долей приближения это значение можно определить по картам «Границы глубин обмерзания почвы». Более правильные расчеты можно создать в привязке к узкому строительному участку.

Расчет нормативного показателя

Для местности, где почва мерзнет более чем на 2,5 м, вычисляется нормативный критерий глубины обмерзания по формуле:

где Mt – суммированное кол-во полных среднемесячных негативных температур для этого региона, d – показатель, зависящий от типа почвы.

Для расчета Mt данные берутся в службе статистике. Показатель d равён 0,34 для крупнообломочных грунтов, для глинистого грунта и глины – 0,23, для больших, средних и гравелистых песков – 0,3, для мелкопесчаных и пылевых почв – 0,28.

Как предусмотреть отдачу тепла строения

Чтобы в настоящих условиях определить глубину обмерзания конструкции, применяют формулу:

В этом выражении показатель kh берется с учетом 2-ух факторов:

  1. Здание обогреваемое и грунт будет дополнительно разогреваться, благодаря этому kh будет понижающим. Он берется в специализированных таблицах, где градация по наличию подвального помещения, нижнего этажа и средней за сутки температуре воздуха в помещениях, которые сопредельные с основанием.
  2. При отсутствии отопления. В данном случае kh – прочностный запас, равный 1,1 для самых разных типов строений.

Изучаем характерности грунтов

Под плодородным слоем находится один или парочку слоев, пригодных для строительства почв:

  1. Который не требует заглубления ленточного и монолитного основания скалистый грунт. Он в зимнее время не пучится, влага в нем не скапливается, оседанию не подвергается.
  2. Гравий, камни, щебень, крупнофракционный песок делают хорошее основание, на котором глубина фундаментного заложения от 0,5 м.
  3. Глинистая почва мерзнет до отметки 0,5-1 м, подвижна при намокании, имеет неравномерную усадку. Однако если осадков в регионе мало, а верховодки залегают более глубоко, фундамент укладывают на глубине не менее 0,75 м.
  4. Мелкофракционный песок обладает очень высокой подвижностью и теряет стойкость при сильном увлажнении. При глубоком залегании вод которые находятся в грунте, рекомендуется заглубляться до более устойчивого основания. Глубина обмерзания грунта из песка, в котором есть частицы глины может составлять от 0,6 до двух метров.
  5. Ненадежный вид почвы торфяник применяется для строительства на столбчатом фундаменте.

При самостоятельном определении типа почвы следует предусмотреть следующее:

  • глина плотная, ее сложно копать, при скатывании в валик не рассыпается;
  • супесь будет состоять из песка с фракциями глины, а скатанный жгут рассыплется;
  • глинистый грунт имеет в основе глину и вставки песка (любая фигурка из подобной смеси буде разламываться).

Плитное основание

Цельная железобетонная плита отличается повышенным запасом прочности, высоким уровнем надежности и длительным периодом эксплуатации. Однако она требует повышенных трудовых и денежных затрат на ее сооружение. Плитный фундамент снижает воздействие массы здания на грунт и популярен на слабых почвах.

Уровень заглубления монолитной плиты из армированного бетона различный:

  • мелкозаглубленная плита закладывается на предварительно уплотненную гравийно-песчаную подушку на глубину 0,2–0,5 м;
  • расстояние от нулевой отметки до нижнего края глубокозаглубленной фундаментной плиты может достигать одного метра.

Определение величины заглубления

При строительстве дома возникает вопрос: как определить глубину заложения? Для заглубленного фундамента существует следующее правило: она должна быть на 20-30 см больше глубины промерзания и на 50-60 см меньше глубины расположения подземных вод. На выбор величины параметра мало влияют конструкционные и эксплуатационные нагрузки.

Мелкозаглубленный фундамент имеет заглубление порядка 35-50% от глубины промерзания. Этот вариант характерен для монолитной плиты в любом грунте, а также ленточного или столбчатого фундамента при строительстве на малопучинистых грунтах.

Расчет глубины фундамента проводится с учетом нагрузок от сооружения и несущей способности грунта. Глубина промерзания также вносит свои коррективы, но путем практических рекомендаций.

Формула для расчета

Как рассчитать глубину заложения фундамента под дом? Расчет осуществляется согласно СП 22.13330.2011 по формуле.

Формула расчета глубины промерзания

Н = Hi√Mt

  • Н — глубина промерзания,
  • Hi – нормативная глубина промерзания определенного типа грунта,
  • Mt – среднемесячная минусовая температура в зимний период.

Значение Hi составляет:

  • 23 см в глинах,
  • 28 см в песчанике пылевого типа,
  • 30 см в крупнозернистом песчанике,
  • 34 см в каменистых грунтах.

Пример

Рассмотрим строительство сооружения на глиняных почвах и в Московском регионе. Для Москвы характерны средние температуры: декабрь – минус 10, январь – минус 16, февраль – минус 18⁰C.
Тогда рассчитываем глубину промерзания:   Н= 0,23√(10+16+18)= 1,1 м.

Корректировка производится с учетом коэффициента влияния теплового режима сооружения m. Его значение устанавливает СНиП 2.02.01-83 и СП 25.13330 с учетом среднесуточных температур, поддерживаемых в помещении.

В указанных документах можно по таблице уточнить m для зданий с различным режимом проживания, разной конструкцией напольного перекрытия, с учетом наличия утеплений и подвала.

Для дома с утепленным цоколем в Московском регионе при среднесуточной температуре в помещении 10-12⁰C можно принять m=0,9.

Окончательно, расчетное промерзание составит: Н х m = 1,1 х 0,9 = 0,99 м.

Глубина заложения фундаментов в соответствии с требованиями таблицы 2 СНиП 2.02.01-83*

Далее необходимо учесть расположение подземных вод. Если они располагаются на глубине более 3 м, то глубина заложения фундамента должна быть не менее глубины промерзания.

С учетом рекомендаций принимает, заглубление равным Н+0,3 м, т.е. 1,3м. Эта глубина должна обеспечить надежность и долговечность ленточного или столбчатого фундамента.

Минимальные и максимальные значения

Для заглубленного фундамента минимальное заглубление равно глубине промерзания грунта, а максимальная глубина заложения фундамента не должна достигать грунтовых вод минимум на 0,5 м.

Минимальное заложение мелкозаглубленного фундамента устанавливает СНиП 22.13330.2011 с учетом промерзания в такой зависимости:

  • непучинистые почвы с промерзанием до 2 м или слабопучинистые грунты с промерзанием до 1 м – глубина заложения фундамента составляет не менее 0,5 м;
  • при промерзании указанных грунтов в пределах 2-3 и 1-1-1,5 м, соответственно – 0,75 м:
  • при промерзании более 3 м и в пределах 1,5-2,5 м, соответственно, — 1 м;
  • при промерзании слабопучинистых грунтов на глубину более 2,5 м – 1,5 м.

Температура внутри дома позволяет корректировать заглубление мелкозаглубленного фундамента.

Приведенные минимальные значения рассчитаны на одноэтажные строения. При возведении 2-х этажного сооружения их следует удвоить. Более высокие здания на мелкозаглубленном фундаменте не возводятся.

При строительстве на высокопрочных грунтах (скальные выходы, крупнообломочные грунты) фундамент предназначен лишь для перераспределения нагрузок равномерно по всей площади.

Минимальная глубина заложения фундамента составляет 0,3 м. Аналогично выбирается заглубление для монолитного плитного фундамента.

Столбчатый фундамент: особенности конструкции

Название говорит само за себя. Основой фундамента являются столбы, которые заглубляются в грунт на расчётную глубину. По верхам столбов устанавливается бетонная или металлическая рама (так называемый ростверк).

Материалом для изготовления столбов служит бетон, сплошной глиняный кирпич, бутовый камень, бетоноблоки или металлические трубы. Внизу столбы могут иметь более широкую подошву, что увеличивает площадь опоры. Опорные столбы располагают на расстоянии 1,5-2,5 метра друг от друга.

Основой столбчатого фундамента являются заглубленные в грунт столбы

Расчёт столбчатого фундамента согласно формуле

До расчёта количества столбов для конкретного здания необходимо вычислить нагрузку на фундамент, массу фундамента и узнать из справочника максимально допустимую нагрузку на одну опору. При расчётах должно соблюдаться условие: давление на подошву фундамента должно быть меньше показателя сопротивления грунта.

Предлагается следующая формула:

Минимальное число опор = («нагрузка на фундамент» + «масса фундамента») / «допустимая нагрузка на одну опору».

Для запаса прочности допускается увеличение числа столбов на 40%. Расположение столбов должно учитывать нагрузки по стенам (под несущими их должно быть больше). Столбы должны обязательно располагаться по углам дома и под точками пересечения всех стен.

Для увеличения запаса прочности фундамента допускается увеличение количества столбов на 40%

Пример расчёта столбчатого фундамента

Проведём расчёт фундамента под дом каркасной конструкции с габаритами 6х7 и высотой потолка 3 метра. Грунт – глина, крыша – из металлочерепицы, этажей – один. Место стройки: регион средней Волги, город Саратов.

Исходные данные:

  • столбы фундамента – круглые железобетонные;
  • глубина промерзания 1,08 метра (рассчитывается для каждого региона);
  • грунтовые воды ближе 2-метровой глубины не обнаружены;
  • грунт на месте застройки – глиняный значение несущей способности Ro – 6 кг/см², берётся из таблицы ниже.

Таблица значений несущей способности грунта:

Тип грунта Ro (кг/см²)
Галька с глиной 4.5
Гравий с глиной 4.0
Песок крупный 6.0
Песок средний 5.0
Песок мелкий 4.0
Песок пылеватый 2.0
Супесь 3.5
Суглинок 3.5
Глина 6.0
Просадочный грунт 1.5
Насыпной грунт с уплотнением 1.5
Насыпной грунт без уплотнения 1.0

Определяем общую нагрузку:

  • общая площадь всех стен равна 78 м², их вес составит 78х50 = 3900 кг, где 50 кг/м³ является удельным весом каркасных стен. Значения удельного веса для каждого стройматериала можно получить из справочников;
  • масса цокольного перекрытия площадью 42 м² составляет 42х100 = 4200 кг, а вес чердачного перекрытия – 42х150 = 6300 кг, где 100 кг/м³ – уд. вес межэтажного перекрытия с утеплителем, а 150 кг/м³ – уд. вес чердачного перекрытия с утеплителем;
  • общая площадь кровли равна 68 м², весить она будет 68х30 = 2040 кг, где 30 кг/м³ – уд. вес крыши из металлочерепицы;
  • снеговая нагрузка будет иметь коэффициент 0.5 от нормативной при скате 45˚, что составит 68х0,5х100 = 3400 кг, где 100 кг/м² – снеговая нагрузка в районе строительства;
  • эксплуатационная нагрузка на каждом этаже составит 42х200 = 8400 кг;
  • теперь вычисляем массу фундамента: количество столбов для размеров здания 6х7 будет равно 12 (из расчёта шага между столбами 1.5-2.5 м), а их диаметр минимально допустимый будет равен 400 мм. Итак, масса 12 столбов длиной 1,5 метра будет равна
  • (3.14х0.16)х1.5х12х2500 = 22608 кг, где в скобках вычисляется площадь поперечного сечения, 2500 кг/м³ – удельный вес железобетона;
  • масса ростверка складывается из массы всех железобетонных перекладин сечением 400х400 мм, соединяющих опорные столбы. Она будет равна 0.16х24.2х2500 = 9680 кг.

Перед расчётом количества столбов необходимо сначала вычислить нагрузку на фундамент

Сложив все полученные значения, получаем общую нагрузку дома вместе с фундаментом. Вес дома составит 54228 кг.

Далее, для определения суммарной площади сечения столбов делим 54228/6,0 = 9038 см².

Соответственно площадь сечения каждого из 12 столбов будет равна 753 см², что соответствует диаметру 310 мм. Но так как минимальный диаметр не может быть меньше 400 мм, то принимаем это значение. Берём диаметр равным 400 мм и определяем, что для данного здания необходимо минимальное количество столбов составляет 10 штук. Но надо ещё учесть коэффициент прочности 1.4 или 40%. Следовательно, для фундамента потребуется 14 опорных столбов диаметром 400 мм.

Калькулятор онлайн расчета ленточного фундамента

Такой онлайн-калькулятор дает возможность правильно рассчитать параметры будущего фундамента. С его помощью можно определить:

  • площадь основания фундамента;
  • объем необходимой бетонной смеси;
  • армирование (вес, длина, диаметр);
  • площадь опалубки и количество материалов для ее сооружения;
  • площадь всех поверхностей, что поможет определиться с количеством гидроизоляции;
  • подсчет затрат на стройматериалы.

К тому же, при помощи этой программы, можно получить не только расчет фундамента, но и его чертеж.

Онлайн-калькулятор рассчитывает цену щебня и песка за одну тонну, а поставщики указывают стоимость этих материалов за один кубический метр. Так что затраты на эти материалы придется подсчитать ручным способом.

Основные факторы, влияющие на глубину залегания фундамента

Глубина заложения фундамента зависит от геологических условий и типа здания

Чтобы правильно осуществить расчет глубины заложения фундамента, необходимо учесть:

  • глубину залегания грунтовых вод;
  • пластовые расслоения грунтов;
  • глубину промерзания грунтов;
  • содержание агрессивных составляющих в составе грунта;
  • марку используемого материала.

Глубина фундамента зависит от места расположения нового дома: рядная застройка или отдельно стоящее здание.

Глубина промерзания грунта

При закладке любого фундаментного основания необходимо иметь в виду, что почва в разных районах имеет разную плотность и водонасыщенность. Узнать об этих особенностях грунта можно у владельцев соседних построек.

Можно воспользоваться специальными картами, где приведены нормативные данные:

Минимальная глубина закладки фундаментов

Зависимость глубины заложения фундамента от уровня промерзания грунта

Фундаментное основание должно закладываться ниже уровня залегания грунтовых вод. В противном случае при вспучивании грунта из-за их замерзания, фундамент может разрушиться, ведь сила сезонных подвижек почвы может составлять от 10 до 15 т/кв.м. При этом неравномерность вспучивания грунта в разных местах участка способна вызвать перекос подушки, что приводит к появлению трещин и в конечном итоге к его разрушению.

Расчет глубины заложения фундамента осуществляется по формуле Hp = Mt*m*Hh, где:

  • Hh – глубина промерзания грунта;
  • Mt – коэффициент влияния тепла наружных стен здания (Mt = 0,7-1,0);
  • m – коэффициент условий эксплуатации здания (m = 1,1).

Теоретически минимальная глубина залегания фундамента составляет:

  • 0,5 м – если нет опасности промерзания почвы, а грунтовые воды не приближаются к основанию фундаментной подушки более, чем на 2 м;
  • 0,8 м – для непромерзающих грунтов (песок, гравий и др.);
  • 0,8 м – для промерзающих грунтов при условии, что грунтовые воды не приближаются к основанию фундамента более, чем на 2 м.;
  • 1,0 м -для промерзающих грунтов.

Среднестатистические расчеты показывают, что величина заглубления фундаментов должна составлять не менее 0,9 м. Однако учитывая климатические условия большинства регионов России, специалисты советуют подошву фундаментного основания размещать на глубине 1,1 м, так как возможно пучение почвы во время сильных морозов, характерных для многих регионов России.

Обустройство ступенчатого фундамента

Когда различные элементы фундамента должны иметь разную глубину, например, под наружными и внутренними стенами и т.д., переход от одной глубины заложения его подошвы к другой должен осуществляться плавно.

На примере фундамента для двухэтажного дома из кирпича рассмотрен расчет этого перехода на практике:

Если фундаментное основание выполнено из стандартных бетонных блоков, длина ступеней (Ly), при помощи которых осуществляется плавный переход от одной отметки к другой, должна удовлетворять условиям соотношения Ly/hy ≤ 0,5 м.

Определение величины заглубления фундамента

Выбор глубины для закладки фундамента начинается с расчета глубины промерзания земли на участке при учете режима отопления. Вычисления проводят с использованием формулы:

Df = k × Dfn, тут:

  • Dfn – нормативный показатель глубины промерзания
  • Df – расчетный показатель глубины промерзания
  • Kn – коэффициент, соотносящийся с режимом отопления строения (по СНиПу 2.02.01-83)

Потом определяют свойства почвы непосредственно на месте закладки основания. Достаточно выкопать шурф и взять образцы грунта.

Грунт можно выбрать даже после самостоятельного (но тщательного) изучения в поле. Достаточно взять землю в ладони, размять, скатать шнуром, попробовать сделать из него кольцо и посмотреть на результат: целое кольцо говорит о глинистой почве, распадающееся – о суглинке, рассыпающееся в процессе сворачивания – почва, скорее всего, из супеси. Но самый оптимальный метод – обратиться к специалистам.

Потом определяют, на какой глубине проходят грунтовые воды – для этого бурят отверстие глубиной до 3 метров, опускают в него трубу из металла или пластика, измеряют уровень воды в разную пору года – тут важно понять, способна ли вода подняться выше 2 метров до уровня промерзания земли.

Полученные данные позволяют определить, какой глубины делать ленточный фундамент. Обычно для вычислений используют таблицу 2 СНиП 2.02.01-83. При условии, что уровень грунтовых вод расположен на 2 (и более) метра ниже границы промерзания земли, фундамент закладывают на определенную глубину в соответствии с типом грунта.

Оптимальная глубина фундамента:

  • Гравелистые, средние/крупные пески – 50 сантиметров
  • Мелкие пески, супеси – минимум 50 сантиметров
  • Суглинки, глины, грунты крупнообломочные – минимум 0.5 Df

В случае, когда грунтовые воды расположены ближе 2 метров к границе промерзания Df, основание проектируют на глубине минимум величины Df.

Поделитесь в социальных сетях:ВКонтактеFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector