Как рассчитать ленточный фундамент: пример расчета, материал

Глубина заложения несущих конструкций: тип грунта

Перед проведением расчетов требуется определить структуру грунта, глубину его промерзания и расположение уровня грунтовых вод.

Это позволит установить оптимальную глубину заложения фундамента. Несущая конструкция будет максимально крепкой при заложении на однородный грунт, который усаживается равномерно. В учет также берется тип почвы.

Хрящевой грунт– это сочетание камней и гравия.Минимальная глубина заложения в этом случае составляет 0,5 м. На определение точного показателя здесь влияет только уровень грунтовых вод и вес сооружения.

На скальном участке, где преобладают плотные горные породы, фундамент закладывают на небольшую глубину, при этом лишь сняв верхний тонкий слой почвы.Песчаный грунтхорошо впитывает воду, которая на поверхности не застаивается. За счет этого и незначительного промерзания глубина основания может быть около 50-70 см. Она увеличивается до уровня промерзания в том случае, когда грунт пылевидный или мелкозернистый, а расположение грунтовых вод высокое.Полезное:   Наружная отделка дома из фасадных и цокольных панелейОсобенностью песчаных почв также является риск сильного проседания из-за высоких показателей уплотнения при нагрузке.

Поэтому цоколь должен быть высоким, а глубина может быть увеличена до 70-100 см.Фундамент для глинистого грунтанеобходимо закладывать ниже точки промерзания.Особенно придерживаться этих рекомендаций нужно при высоком уровне грунтовых вод. Такая почва наиболее опасна, так как сжимается при сильной нагрузке и вспучивается при замерзании. Чтобы избежать трещин, требуется высокопрочный фундамент.

Ленточный фундамент: глубина заложения, таблицы и расчет

Ленточный фундамент – один из самых надежных и долговечных фундаментов в частном строительстве. Это обусловлено тем, что монолитная железобетонная лента способна выдерживать колоссальные нагрузки. Но, к сожалению, не все знают, что надежность такого фундамента во многом зависит от его глубины заложения в грунт.

Несмотря на то, что глубина устройства ленточного фундамента не является единственным показателем надежности и долговечности, она играет огромную роль в целостности всего дома в процессе его эксплуатации. Железобетонная лента любых размеров и марки бетона может со временем лопнуть, если она будет неправильно размещена в грунте, не учитывая его особенности.

Для того, чтобы не запутаться во всех типах фундаментов и грунтах, попробуем разобраться во всем по порядку. Сначала разберем типы монолитных лент, а затем конкретно для каждого типа ленточного фундамента определимся с глубиной заложения.

Факторы, влияющие на глубину заложения ленточных фундаментов

Наверное, стоит начать с того, что сами ленточные фундаменты делятся на три основных типа:

1. Незаглубленные
2. Мелкозаглубленные
3. Заглубленные

Каждый из этих типов закладывается на определенную глубину, которая зависит от нескольких основных факторов:

• Глубина промерзания грунта
• Тип грунта
• Уровень грунтовых вод

Стоит отметить, что глубина заложения ленточного фундамента — это расстояние от поверхности грунта до подошвы фундамента, а не та глубина, на которую копается траншея. В траншее, помимо фундамента может присутствовать подушка.

Теперь давайте разберемся, как эти факторы влияют на каждый тип ленточного фундамента в отдельности.

Незаглубленный ленточный фундамент

Незаглубленный ленточный фундамент применяется в строительстве частных домов крайне редко, потому что он является очень слабой опорой для будущего строения. Как правило, он весь располагается поверх грунта, а внутри находится только лишь песчаная, либо песчано-гравийная подушка.

Много писать о незаглубленном ленточном фундаменте я не буду, тем более ему уже была посвящена целая статья ранее. Да и вообще, само понятие глубины заложения у такого фундамента отсутствует.

Расчет глубины заложения ленточных мелкозаглубленных фундаментов

Это самый капризный, в плане глубины заложения фундамент. Во-первых, он не так надежен, как заглубленный, ну а во-вторых – для того, чтобы такой ленточный фундамент выдержал нагрузку строения, а также сдерживал все силы пучения, передаваемые от грунта, к его расчету необходимо подойти с особой ответственностью.

Как залить мелкозаглубленный ленточный фундамент я уже подробно описывал в одной из предыдущих статей. Поэтому в подробности вникать не будем.

Такой ленточный фундамент закладывается на глубину, которая значительно выше глубины промерзания почвы, поэтому и называется мелкозаглубленный. На него, в отличие от заглубленного, могут в значительной степени действовать силы пучения грунта.

Так же, немаловажным отличием мелкозаглубленных фундаментов является то, что его необходимо делать монолитным не только ниже уровня грунта, но и сразу, выставив опалубку, залить надземную часть фундамента – цоколь. Это в значительной степени усилит весь ленточный фундамент.

Глубина заложения мелкозаглубленного фундамента напрямую зависит от всех трех факторов, описанных выше. Для того, чтобы не запутаться, давайте рассмотрим таблицу.

Строительный миф №4. Ваши соседи лучше знают какой ширины фундамент нужен для вашего дома

Строительный миф №4. Знают ли соседи и опытные застройщики, какой ширины должен быть фундамент Вашего дома? Почему фундаментные ленты следует делать разной ширины?

Какой ширины делать фундамент? Развенчиваем миф

Весьма распространенная ошибка частных застройщиков при выполнении ленточных фундаментов состоит в том, что размеры ширин фундаментных лент принимаются либо наугад, либо на основе опроса других застройщиков и соседей.

Иногда на строительных форумах можно встретить и такой подход: рассчитывается полный вес сооружения, который делится на общую длину фундаментных лент для определения нагрузки на 1 м.п. ленты. Исходя из этого расчета, принимают примерную ширину фундаментной ленты.

Такие подходы полностью исключают понимание физики процесса передачи нагрузки от фундамента на грунтовое основание. Давайте разберемся более подробно с этим вопросом.

Ленточные фундаменты весьма часто выполняют для бескаркасных зданий, которые бывают:

• с несущими продольными стенами;
• с несущими поперечными стенами;
• с несущими продольными и поперечными стенами.

Как мы видим из этой классификации, на отдельных участках существуют стены, которые кроме ограждающей функции (защита жильцов от внешних воздействий для создания внутреннего микроклимата помещений), также выполняют и несущую функцию. Эти стены кроме собственного веса воспринимают также нагрузки от междуэтажных перекрытий, чердачного перекрытия (если такое имеется) и кровли, поэтому их называют несущими стенами.

Кроме несущих стен существуют также и так называемые наружные самонесущие капитальные стены и внутренние перегородки, которые выполняют в основном только ограждающую функцию. Такие конструкции воспринимают только ветровые нагрузки и собственный вес.

Вывод: Таким образом, капитальные стены жилого дома загружены по-разному: несущие стены загружены в большей мере, а самонесущие стены и перегородки загружены меньше.

Следует отметить, что несущие стены дома также могут иметь разный уровень загрузки. Как правило, средние стены загружены междуэтажными перекрытиями с двух сторон, а крайние наружные несущие стены воспринимают вес перекрытий, расположенных только с одной стороны.

Понятно, что стены все нагрузки от вышележащих конструкций и от собственного веса передают на ленточный фундамент. Если стены загружены по-разному, а ширина подошвы ленточного фундамента одинаковая, то давление под подошвой фундаментов будет неравномерным на различных участках. Такая неравномерность вызывает неравномерные деформации грунтового основания под фундаментом и, как следствие, возникают трещины в конструкциях здания.

Чаще всего такие трещины проявляются в местах сопряжения различно нагруженных участков фундаментов и стен. Больше всего трещин с большой шириной раскрытия возникает в случае, когда давление под подошвой фундамента на отдельных участках превосходит несущую способность грунтового основания.

Даже если Вы делаете фундамент с разной шириной лент «на глаз» или по «совету знающих строителей», без соответствующего сбора нагрузок на фундаменты и расчета, то Вы не застрахованы от проблем в будущем.

Приведу пример из жизни

Вот одна из историй, которая на форуме Forumhouse.ru описана застройщиком из г. Липецка.

«Три года назад залил фундамент и поставили коробку с крышей. Два года дом простоял нормально, а на третий в фундаменте с одной стороны появились 2-е трещины. Они идут от земли и до облицовочного кирпича. Трещины образовались в местах, где к боковой стене фундамента примыкают внутренние несущие стены. Внутри дома на газосиликате (правда, немного в другом месте) также появились 2-е мелкие трещинки. Фото всех трещин прилагаю, а также у меня есть фотка моего армирования.

Ширина фундамента под внешние стены 50 см, а под две внутренние стены — 60 см. Дом имеет два этажа. На втором этаже плиты перекрытия. Геологию не делал. Участок с перепадом, и соответственно с одной стороны фундамент меньше торчит из земли, а с другой больше (с этой стороны и появились трещины). Трещины образовались в месте соединения внутренних стен с внешней»

Расчет толщины плиты

Расчет выполняется по СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и по руководству «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа» в два этапа:

• сбор нагрузок;
• расчет по несущей способности.

Сбор нагрузок включает в себя проведение работ по вычислению общей массы дома с учетом веса снегового покрова, мебели, оборудования и людей. Значения для домов из различных материалов можно взять из таблицы.

Тип нагрузки	Значение	Коэффициент надежности
Стены и перегородки
Кирпич 640 мм	1150 кг/м2	1,2
Кирпич 510 мм	920 кг/м2
Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм	690 кг/м2
Брус 200 мм	160 кг/м2	1,1
Брус 150 мм	120 кг/м2
Каркасные 150 мм с утеплителем	50 кг/м2
Перегородки гипсокартонные 80 мм	30-35 кг/м2	1,2
Перегородки кирпичные 120 мм	220 кг/м2
Перекрытия
Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм	625 кг/м2	1,2 — для сборных и 1,3 — для монолита
Деревянные по балкам	150 кг/м2	1,1
Крыша по деревянным стропилам
С металлическим покрытием	60 кг/м2	1,1
С керамическим покрытием	120 кг/м2
С битумным покрытием	70 кг/м2
Временные нагрузки
Полезная для жилых зданий	150 кг/м2	1,2
Снеговая	В зависимости от района строительства по п. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Снеговой район определяется по СП «строительная климатология».	1,4

Важно! В таблице уже учитывается толщина конструкций. Для вычисления массы остается лишь умножить на площадь

Кроме этого, каждую нагрузку необходимо умножить на коэффициент надежности. Он необходим для обеспечения запаса по несущей способности конструкции из бетона и предотвращения проблем при незначительных ошибках строителей или изменениях условий эксплуатации (например, смена назначения здания). Все коэффициенты принимаются по СП «Нагрузки и воздействия».

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем. Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

P1= M1/S,

где P1 -удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

Далее необходимо рассчитать разницу (Δ) между полученным значением и числом, приведенным в таблице выше, в зависимости от типа грунта.

Δ=P-P1

где P — табличное значение несущей способности грунта.

M2 = Δ*S,

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

Следующая формула:

t = (М2/2500)/S,

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а также выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования

Столбчатый фундамент

Схема монтажа столбчатого фундамента.

Такой фундамент также называют свайным. Принцип его изготовления состоит в том, что в заранее пробуренные в грунте отверстия погружаются железобетонные сваи либо в данные скважины заливается специальный армированный бетонный раствор. Столбчатый фундамент обычно используется при возведении зданий на подвижном, неустойчивом грунте. Он весьма популярен в строительстве по причине своей простоты исполнения и максимальной экономичности. Чтобы посчитать требуемый куб бетона для такого фундамента, следует посчитать объем каждого столбика с использованием формулы:

V=S*H,

где S – это площадь сечения столба; H – его высота. Для того чтобы рассчитать площадь сечения круглого столбика, нужно использовать формулу:

S=3.14*R2,

где R – это радиус столбика. Так, если диаметр столбика равен 0,4 м, то площадь его поперечного разреза будет составлять : S=3.14*(0.2)2=0.1256 кв.м; объем всего столба при его длине, равной 2 метрам, будет составлять: V=0,1256*2=0,2512. Чтобы определить общий куб бетона, нужно рассчитать величину каждого столбика и сложить все полученные кубы в соответствии с количеством изделий. При квадратном сечении свай расчет производится по формулам, использованным для ленточного и плитного фундамента.

В калькуляторе учтены:

• самые популярные виды фундаментов;
• самые популярные строительные материалы и их марки;
• необходимые расходники;
• сваи и их количество для свайного фундамента и ширину – для ленточного фундамента;
• несущая способность и нагрузка на указанный тип фундамента и т.д.

Онлайн-калькулятор для расчета фундамента легко используют даже те, кто не имеет отношения к строительству, но хотят прикинуть примерные затраты на портландцемент, песок, щебень и арматуру для укладки в опалубку. Расчет бетона и арматуры на фундамент онлайн-калькулятор делает исходя из стандартных данных, поэтому будет нелишне посоветоваться с тем, кто делал исследование на вашем участке, и может порекомендовать правильные параметры для фундамента.

Сколько нужно бетона на фундамент

Подготовленная конструкция заливается бетонной смесью, и ее количество определяется в кубометрах.

Чтобы выполнить расчет объема бетона для возведения фундамента, сначала проверяют на возможность несения проектной нагрузки с учетом характеристик почвы в месте строительства. Для приведения в соответствие проектируемого основания указанным параметрам и для соблюдения нормативов, изменяют его геометрические размеры (глубину, ширину) и схему армирования. Полученные размеры подставляют в формулы расчета и вычисляют сколько кубов бетона нужно.

Ленточный

При расчете бетона для ленточного фундамента необходимы следующие параметры: длина ленты, ее ширина и высота. За высоту принимается расстояние от подошвы до обреза. Обычно обрез расположен в 50-60 см над поверхностью земли.

При глубине подошвы (части, находящейся под землей) в 160 см и размере его части над землей в 60 см, итог составит 220 см. Глубину заложения монолитного ленточного основания определяют в зависимости от свойств почвы и от марки бетона.

Ширина ленты зависит от веса здания, толщины стен и грунта. В соответствии с нагрузкой, в конструкцию ленты устанавливают необходимое число прутов продольной арматуры нужного диаметра, определяют шаг и диаметр хомутов.

Протяженность ленты — это сумма длин всех наружных и внутренних несущих стен дома. Для коттеджа размером 8х10 м с внутренней несущей стеной протяженностью 10 м, она составит 46 метров:

(10 м + 10 м + 8 м + 8 м = 36 м) + (10 м) = 46 метров.

Расход бетона для основы такого дома при ширине ленты 0,5 м и высотой 2,2 м:

46 (Д) х 0,5 (Ш) х 2,2 (В) = 50,6 кубометров.

Плитный

Чтобы рассчитать кубатуру бетона для этого типа фундамента, определяют полный объем плиты. Это и будет искомым значением и равняется произведению площади плитного основания на его толщину.

Площадь коттеджа 8х10 метров равна 80 кв.м. К примеру, толщина плиты составляет 25 см. Таким образом, расход смеси составит:

(80 кв.м) х (толщина: 0,25 м) = 20 кубометров.

При вычислениях важно учитывать вес здания. При большой нагрузке нужно либо увеличить толщину плиты, либо добавить ребра жесткости. Их делают по несущим стенам (в т

ч. по внутренним), или формируют квадратные ячейки размером от 1,5 м до 2 м – это зависит от условий эксплуатации. Во втором случае плита обладает повышенной жесткостью и прочностью

Их делают по несущим стенам (в т. ч. по внутренним), или формируют квадратные ячейки размером от 1,5 м до 2 м – это зависит от условий эксплуатации. Во втором случае плита обладает повышенной жесткостью и прочностью.

Заливка конструкции ребер жесткости будет дополнительной величиной, которая прибавляется к общему расходу и определяется следующим образом:

(площадь поперечного сечения ребра жесткости) х (общая длина ребер).

Столбчатый

Представляет собой столбы, расположенные с определенным шагом под опорными точками. Чтобы рассчитать бетон для такого фундамента, определяют значения для одной опоры и умножают на их количество.

Объем одного столба, так как он, по сути, является цилиндром, соответствует произведению площади поперечного сечения на длину.

Пусть диаметр столба принимается 40 см. S = ¼πd² = ¼ х 3,14 х 0,4² = 0,13 кв.м. При высоте в 2,2 м искомая величина: 0,29 м³.

Для итогового определения расхода бетонной смеси для столбчатого основания умножают полученную величину на количество столбов.

Упрощенный расчет арматуры для ленточного фундамента

Приняв решение и начертив эскиз армировки, приступайте к вычислению: объема и количества. Неправильное определение заставит дважды проплатить за доставку, приостановит строительство, а также испортит рабочий настрой.

1. Для примера представляем расчет на цифрах:

• заданный периметр дома (6+ 7)х 2 = 24 ед. изм. Общий периметр дома;
• 25+6 = 31 ед. изм. – общая длина фундамента;
• 31 х 4 = 124 ед. изм. – общая длина арматуры.

В случае приобретения прута не той величины, что рассчитана или требуется, в случае планирования соединять обрезки, куски в одну деталь, принимайте запас материала проволоки от 1 метра. Соединение необходимо делать внахлест, не экономить на прочности дома.

• допускаем, что прутья имеют только 1 соединение. Значит, по схеме нужны 4 прута арматуры, умножаем на количество стен в доме 5 и получаем 20 соединений. Что означает, дополнительно 20 метров к расчетному;
• общий метраж для арматурин – 124 + 20 = 144 метра.

2. Пример расчета для прутов с гладкостью поверхности диаметра 8,0 мм, которые пойдут к вертикальным стойкам, горизонтальным поперечинам-перемычкам:

• длина между элементами = 50,0 см;
• 31/ 0.5 = 62. Получили количество единиц колец армировочных;
• решетка, например, тоже с высотой 50,0 см, а расстояние 25 см, тогда расчет такой: (50,0+25,0) х 2 = 150,0 – это периметр армировочного кольца;
• далее длину общего количества умножаем на 1.5: 62 х 1.5=93. Результат — величина всей длины прутьев;
• требуется учитывать фактор обрезки, повторного нахлеста, брака. Профессионалы рекомендуют увеличивать арифметическую цифру на 10%, чтобы получить реальное значение.

Когда нужно делать расчет оснований на несущую способность

Чертеж расчета фундамента по несущей способности

1. Если на существующее или новое основание воздействуют значительные горизонтальные нагрузки, особенно от строящихся по соседству домов или регулярные вибрации от автомагистралей, промышленных предприятий.
2. Сооружение было построено на уклоне или откос образовался со временем, обнажив внешнюю часть основания.
3. Если подошва фундамента установлена на влагонасыщенных почвах.
4. Когда на основание может воздействовать выталкивающая сила различного происхождения.
5. Если нужно проверить устойчивость естественных и искусственных склонов.

Если на строительной площадке или в фундаменте существующего здания уже появились видимые деформации конструкций, всегда сначала обращают внимание на состояние почвы под подошвой и определяют их состояние. Поэтому, по нормативам существует сразу несколько различных видов деформаций почвы, которые зависят от внутренних и внешних факторов

Сборный фундамент из блоков.

Современное строительство предусматривает различные варианты, которые помогут установить надежные и долговечные несущие основания сооружений

Фундамент из блоков ФБС пользуется заслуженным вниманием – его применяют многие при строительстве домов. Подобная конструкция сооружается, когда есть необходимость построить фундамент быстро и без приглашения квалифицированных работников

На прокладку этого фундамента потребуется всего лишь пара дней. Сначала устанавливают блоки по всем углам наружных стен. Затем переходят к установкам рядовых блоков всех остальных стен. Все ряды должны соединятся раствором шириной около двух сантиметров. Стыки между блоками по высоте совпадать не должны.

Для того чтобы фундамент не разрушался от влаги и низких температур и прослужил долгое время, обязательно нужно провести работы по гидроизоляции и утеплению фундамента. Для этого можно использовать различные материалы. Например, рулонный гидростеклоизол, который крепится к блокам при помощи специальной мастики и смолы термическим способом.