Монолитный ленточный фундамент представляется собой неразъемную конструкцию из стальной арматуры и бетонной ленты. Располагается по периметру здания и под всеми несущими стенами и элементами. При соблюдении технологии конструкция становится единым целым — монолитом — и имеет очень высокую надежность и прочностные характеристики. По этой причине пользуется популярностью, как при возведении многоэтажных домов, так и частных коттеджей.
Монолитный ленточный фундамент целесообразно применять при невысоком уровне грунтовых вод: когда они располагаются ниже требуемой глубины залегания фундамента. В противном случае необходимо организовывать дренаж, а это дополнительные (и немалые) средства.
Так выглядит готовый монолитный ленточный фундамент
Устройство и типы
По глубине залегания ленточные фундаменты бывают мелкого и глубокого залегания. Мелкозаглубленные могут применяться на спокойных, непучнистых грунтах с хорошей несущей способностью под постройки небольшой массы — из древесины и возведенные по каркасной технологии.
В этом случае лента должна на 10-15 см уходить в твердый слой, который располагается под плодородным. В то же время по нормативам она не может быть менее 60 см.
Типы ленточных фундаментов по глубине заглубления
Монолитные ленточные фундаменты глубокого заложения делают под тяжелые, массивные дома. В общем случае опускают их на 10-15 см ниже уровня промерзания грунтов для данного региона. При этом подошва должна опираться на слой с хорошей несущей способностью. Если это не так, приходится углубляться ниже. Например, если уровень промерзания грунтов 1,2 м, а плодородный слой заканчивается на отметке 1,4 м, то приходится опускаться ниже 1,4 м.
С опалубкой или без
Вообще, технология возведения монолитного ленточного фундамента предусматривает установку опалубки. Это конструкции из щитов, которая придает форму бетону и не дает ему растекаться. Понятное дело, что опалубка — это дополнительные расходы на материалы, а также дополнительное время на ее сборку и установку.
Опалубка — конструкция из досок или фанеры, которая придает фундаменту форму
Иногда в целях экономии, на хороших грунтах котлован под фундамент роют ровно по разметке — на нужную ширину и глубину. И в эти ямы заливают бетон без опалубки. Такая технология не может гарантировать требуемую степень надежности, результат спрогнозировать невозможно. Дело в том, что для набора нормальной прочности бетону необходимо определенное количество воды. Без опалубки вода хоть и немного, но впитывается в грунт, что может сказаться на качестве самого бетонного камня. В самом худшем случае он может крошится.
Из положения выходят, расстелив в траншее полиэтиленовую пленку. Но по ней потом ходят — армирование делать нужно. И прутья, и сапоги не один раз повреждают пленку. В результате влага все равно уходит.
Фундамент без опалубки — рискованная затея
В некоторых случаях такие фундаменты могут отстоять какое-то количество лет без проблем. Но рано или поздно, появляются трещины или бетон начинает крошиться. Вторая сложность работы с таким фундаментом — его далеко не идеальная геометрия. Для того чтобы снизить теплопотери, фундамент утепляют, причем чаще всего плитами пенопласта или экструдированного пенополистирола. Попробуйте наклеить их на неровную поверхность. Такая же ситуация с пароизоляцией: пленку очень сложно (практически невозможно) приклеить на неровный, пористый бетон с вкраплениями грунта. Оправдан или нет такой подход — решать вам, но рекомендовать такой фундамент можно только под забор или сарай.
Подвал в доме с ленточным фундаментом
Подвал может быть такой же площади, как и дом, а может занимать только часть пространства. И определиться с его размерами нужно до момента проектирования.
Если подвал занимает только некоторую часть пространства, можно будет не вынимать весь грунт, а копать только траншеи под ленту. Копают подвал тоже по определенным правилам. Его размещение и обустройство также может быть разработано на стадии проектирования.
Ленточный монолитный фундамент с подвалом — сложная для проектирования задача (чтобы увеличить размеры картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Если же решено было сделать подвал позже, то выбирать место и определять глубину нужно так, чтобы при проведении линий от основания дома под углом 45° они через пустоты не проходили (продемонстрировано на фото справа).
Если подвал находится под всей площадью дома, то и грунт вынимается весь до требуемой глубины. Вообще, подобный проект бюджетным не назовешь: работы и расходов намного больше. Во-первых, требуется усиленное армирование стен и их большая толщина. Так как внутри грунт не будет, то стенам подвала необходимо будет сопротивляться давлению грунтов извне. Потому и толщина ленты будет намного больше и арматура нужна более мощная, укладывается она с меньшим шагом, увеличится и количество поясов армирования. В результате только на фундамент расход арматуры увеличится. Во-вторых, потребуется бетонирование и, возможно, армирование пола подвала по всей площади. А это снова материалы — бетон и арматура. В-третьих, необходима будет эффективная вентиляция для удаления подземных газов. Такое строение самостоятельно уже не спроектировать. Работать должен профессионал, причем с большим опытом.
Один из вариантов устройства фундамента для дома с подвалом (чтобы увеличить размеры картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Монолитный ленточный фундамент
Даже если строить дом будет организация или бригада, застройщику знать технологию необходимо: только так можно проконтролировать процесс и быть уверенным в качестве работ.
В общем случае технология такая:
Требуется некоторое пояснение. Двойная разметка — участка и ленты — нужна, если дом будет с подвалом под всей площадью дома. Первый раз вы размечаете площадь дома с учетом припусков на установку опалубки. Тут уж без нее никак не обойтись. Затем, после того как котлован вырыт и дно подсыпано и утрамбовано, нужно будет разметить именно ленту. По этим отметкам потом будет устанавливаться опалубка, которая и сформирует «профиль» вашего дома.
Теперь немного подробнее о каждом из этапов.
Так как для проектирования грунт исследовали на определенном участке, привязываться нужно жестко. Подземное строение часто бывает неоднородным и смещение на полметра может оказаться критичным: вдруг там просадочные породы или полость. С точностью до сантиметра позиционироваться вряд ли стоит, но желательно сильно не промахиваться.
Так можно сделать разметку под фундамент на участке
Их объемы и используемая техника зависят от того, с подвалом будет у вас дом или без. Если без, то разметили вы ленту — так и нужно будет вынимать грунт. Только с запасом на установку опалубки — а это иногда 50*80 см с каждой стороны. Для щитов нужны распорки, которые не дадут им развалиться.
Если дом с подвалом — вынимать нужно будет весь грунт. Размеры котлована — на 2-5 м больше размеров фундамента. Это все тот же запас под распорки для опалубки.
Если дом с подвалом — котлован получается болшой
Для больших объемов лучше использовать специальную технику. Аренда ее стоит немало, но работа бригады «копателей» в течение нескольких дней обойдется не дешевле. Скорости при этом несоразмерены.
Верхний плодородный слой укладывают отдельно, его можно сразу распределить по саду. Остальной грунт сваливают в кучу: частично он пойдет на обратную засыпку, частично его нужно будет вывезти.
Для дома без подвала копать меньше
Уплотнение дна котлована и подсыпка
После того как основную массу грунта вынули, дно необходимо выровнять и уплотнить. При работе экскаватора часто случается, что какие-то участки имеют на 20-30 см большую глубину, чем необходимо. Все эти неровности необходимо исправить: засыпать и утрамбовать.
Трамбовка и выравнивание нужны по всей площади котлована или траншеи. Причем, не при помощи колоды. Ее можно использовать, если строите забор. Даже уже при строительстве бани или дачи лучше использовать виброплиту.
Разберемся почему. На этот уровень приходится вся нагрузка здания. Даже небольшие пустоты и неровности могут вызвать неравномерную усадку и образование трещин. А дно после выемки земли неровное. И устранить это можно при помощи трамбовки. Еще лучше, если на дно насыпать слой песка со средним или мелким зерном. Он из-за меньших размеров лучше выравнивается. Но для лучшей и более быстрой трамбовки его нужно увлажнить (налить воды, чтобы промочить весь его объем). Виброплита создает усилие, уплотняющее песок на 15-20 см. Именно такой слой и требуется насыпать за один раз. Если по проекту, слой песка 30 см, значит насыпать сначала необходимо 15 см, пролить и утрамбовать его до высокой плотности. Затем насыпать второй и его тоже пролить и утрамбовать.
Есть даже узкие трамбовочные машины для уплотнения грунта в траншее
Часто в проект требует создание песчано-гравийной подсыпки. Тогда поверх уплотненного песка насыпается еще слой щебня фракции 30-60 мм. И он тоже утрамбовывается. Толщина этого слоя подсыпки 10-15 см. Его тоже нужно насыпать небольшими слоями примерно по 5 см и каждый утрамбовывать.
В этом случае грунт не только ровняется, он еще становится более плотным: щебень вбивается в расположенную ниже породу, повышая ее несущую способность. Так как плита бьет по камешку с большой силой, то уплотнение происходит на глубину до 40-50 см. А это — очень хорошо.
Опалубка для монолитного ленточного фундамента
Опалубку делают из досок толщиной не менее 40 мм, низкосортной фанеры или ОСП. Фанера есть недорогая, специальная — опалубочная. Она с одной стороны имеет ламинирование — есть защитная пленка. Потому использоваться может несколько раз.
Щиты из листовых материалов укрепляются поперечными и продольными брусками. Из досок скрепляются поперечинами. Выставляют собранные щиты по разметке ленты, закрепляют с наружной стороны укосами, а внутри устанавливают распорки. Все эти крепежные элементы должны придать опалубке заданные габариты. Они же не дадут щитам развалиться или выпятиться при заливке бетона: масса будет на стенки давить немалая, потому крепеж должен быть надежным.
Опалубка — неприменимый атрибут качественного фундамента
Из-за особенностей строения — большой протяженности и малой ширины — на ленточный фундамент воздействуют в основном силы, которые пытаются сломать ленту поперек. Потому укреплять ее нужно по длинной стороне. Тут используют мощную ребристую арматуру от 10 мм в диаметре и больше. Вся поперечная арматура только стабилизирует продольные прутки в пространстве, потому ее можно брать гладкую и использовать небольшой толщины — 6-8 мм.
Схема армирования ленточного фундамента
Причем в большинстве случаев, независимо от глубины залегания, достаточно двух армирующих поясов: вверху и внизу ленты. Исключение устройство фундамента с подвалом под всем домом.
Схема армирования ленточного монолитного фундамента приведена на фото. В каждой точке соединения арматуру связывают специальной проволокой. Делают это вручную с использованием крючков или автоматических приспособлений — вязальных пистолетов.
Есть еще один способ: сварка. Но его использование не всегда оправдано. Работа идет быстрее, но при этом соединение получается жестким. При вязке проволокой у арматуры остается некоторая свобода. И это помогает компенсировать некоторые деформации без разрушения бетона. При сварке соединения жесткие, что с одной стороны неплохо, но с другой слишком жесткая конструкция может стать причиной появления трещин.
А так армирование выглядит вживую
Еще один момент: место сварки всегда начинает разрушаться первым. Хотя арматура находится в толще бетона, и потому не подвергается коррозии (кислород к ней не проникает), но при каких-либо нарушениях и поступлении кислорода разрушаются первыми сварные соединения.
На этом этапе происходит закладка вентиляционных продухов и коробов, через которые будут подводиться к дому инженерные коммуникации. Если об этом забыть, придется разрушать монолит а это очень нежелательно: чем меньше изъянов, тем крепче будет конструкция.
Заливка ленточного фундамента
При строительстве более-менее крупного дома проще и лучше заказывать доставку готового бетона на площадку в миксере. Тогда заливку можно сделать за один день.
Можно бетон делать самостоятельно. Но для этого потребуется бетономешалка. Вручную, перемешивая компоненты в корытах обеспечить должную степень однородности невозможно.
Для заливки большого фундамента проще заказать готовый раствор
Для заливки вручную понадобится как минимум, три человека: один замешивает бетон в бетономешалке, второй распределяет готовую порцию, а третий вибрирует только что залитый участок.
Вибрирование бетона производят при помощи ручных или переносных погружных вибраторов. Этот процесс позволяет удалить все пустоты, более равномерно распределить заполнитель. В результате прочностные характеристики бетона намного улучшаются, он приобретает морозостойкость из-за того что намного меньше впитывает воду. Потому не пропускайте этот этап: при тех же компонентах в растворе, получаем в результате бетон более высокой марки.
Чтобы бетон стал более однородным и приобрел дополнительно морозостойкость, обработайте его вибратором
Еще один момент: при заливке из машины нужно использовать специальные желоба. Во-первых, ими проще доставить бетон к нужной точке, а во-вторых, раствор не должен падать с большой высоты. Если высота падения превышает 150 см, он расслаивается. Результат — низкая прочность.
Уход за бетоном
Если работы велись в жаркую сухую погоду, ленту необходимо прикрыть полиэтиленовой пленкой или любым другим материалом, предотвращающим быстрое испарение влаги. Так как глубина бетона большая, смачивание поверхности ощутимых результатов не даст. Главное — не дать пересохнуть верхушке и пленка с этой задачей справляется отлично.
Если температура во время и после заливки держится в районе +20°C, через трое суток после заливки бетон наберет крепость порядка 50%. И на четвертые сутки опалубку можно снимать и приступать к дальнейшим работам.
При более низких температурах ждать нужно больше: при +10°C это уже 10-14 дней, а при +5°C процесс схватывания практически прекращается. В таких условиях нужно или утеплять опалубку, или подогревать бетон.
Монолитный ленточный фундамент готов, но предстоят еще работы по его утеплению и гидроизоляции. Только после этого его засыпают (обратная засыпка).
Расчет мелко заглубленного ленточного фундамента. Расчет ленточного фундамента
Разновидности ленточной конструкции
В самостоятельном строительстве дома важно получить действительно прочное основание, и одним из вариантов выполнения расчета ленточного фундамента послужит пример здания периметром 6 × 8 м из газобетона с мансардным 2 этажом без подвальных (цокольных) помещений. Такой тип опоры является наиболее универсальным решением в большинстве случаев индивидуального строительства капитального жилого дома. Тщательно проведенный расчет на стадии проектирования станет одним из условий долговременной эксплуатации постройки.
Порядок расчетных операций
Последовательность расчета ленточного монолитного фундамента будет состоять из 2 главных этапов, которые определят исходные данные для определения размеров конструкции. Для каждого конкретного участка строительства нужно:
Соотношение действующей весовой нагрузки всех элементов здания, включая фундамент, к величине несущей способности грунтовой основы позволит узнать оптимальное значение ширины ленточной опоры.
Определяющее значение имеет площадь опирающейся подошвы. Ширина самой ленты может меняться в зависимости от суммарных размеров несущих стен (блок + утеплитель + облицовка). показаны на чертежах:
У ленточной конструкции прямоугольного сечения значения ширины по всей вертикали равны. Выбор Т-образной формы, у которой площадь подошвы фундамента больше, чем цоколь, происходит в случае строительства массивного здания (2 и более этажей) из керамзитобетонных блоков или кирпича. Для каркасных домов, построек из бруса, срубов обычно будет достаточно прямоугольного сечения.
Расчеты площади подошвы опорной части для монолитных и сборных видов фундамента ничем не отличаются.
Подробно все требования к определению расчетных величин и принимаемых коэффициентов изложены в таких нормативных документах:
Рациональность выбора определенного типа конструкции основания прямо зависит от инженерно-геологических условий данного участка, условий работы в комплексе всех элементов здания в реальных условиях.
Ошибки проектирования, нарушения технологии закладки фундамента, не оправданная вычислениями экономия на работах и материалах могут привести к необходимости принятия дополнительных мер, себестоимость которых в несколько раз превысит первоначальные затраты на устройство основания.
Сбор нагрузок
Проектирование основания начинают после того, как определены параметры устанавливаемого на него здания.
Для этого нужно сделать следующие операции:
Найти в справочных таблицах удельный вес каждой составляющей. Пример такой таблицы:
В рассматриваемый пример расчета фундамента нужно выбрать:
Всего вес основных надземных конструкций получим 75554 кг.
Если частный дом не имеет малой площади основания при значительной высоте, то влиянием ветровой нагрузки именно на фундамент можно пренебречь.
Снеговую нагрузку лучше взять по максимальному значению для данной зоны (100 кг/м²). С коэффициентом надежности 1,4 на крышу придется 8120 кг.
Всего расчетный вес дома без фундамента составит 83674 кг
Для небольших частных зданий обычно пренебрегают разделением нагрузок и просто суммируют их без применения в расчете понижающих коэффициентов сочетания.
Высота фундамента
При назначении проектного задания необходимо определить значениями габаритов ленточного основания. Для определения нагрузки от фундамента нужно задать глубину его заложения.
Сезонные показатели приводятся на картах:
Для более подробного расчета это значение берут из таблицы:
Нормативное требование к расположению подошвы заглубленного основания на 0,2-0,3 м ниже отметки промерзания в данной климатической зоне.
Согласно СНиП 2.02.01-83 рекомендуется соблюдать такие отметки заложения при УГВ:
Для легких зданий (деревянных, пенобетонных, малых кирпичных) на слабопучинистых грунтах она составит 0,5 — 0,7 м. В проектном расчете применяют коэффициент 1,1. Соответственно, для строящегося в примере дома следует выбрать глубину 0,6 м и высоту цоколя 0,4 м.
Вес ленты
К рассчитанной нагрузке дома нужно добавить собственный вес опоры. Можно строить из фундаментных блоков и взять значения из таблицы:
При укладке ФБС 24.4.6 в 1 ряд до уровня земли вес без надстройки цоколя кирпичом составит 15167 кг. Цоколь из полнотелого кирпича 0,4 × 0,4 м будет весить 8064 кг. Всего вес такого фундамента будет 23231 кг при площади опоры 0,4 м × 28 м = 11,2 м². Теперь следует посчитать легкий наливной фундамент с уширением подошвы.
Для этого надо посчитать нагрузку от вертикального подъема стены, расширяющейся подошвы, и добавить вес грунта, который ляжет обратной засыпкой на поверхность расширения сверху.
Высота подземной части ленты из монолитного бетона составит 0,6 м, цоколя 0,4 м, толщина равна стене из блоков 0,4 м. Неармированный бетон имеет объемный вес 2400 кг/м³, коэффициент надежности по нагрузке = 1,1. Тогда нагрузка будет: 1 м × 0,4 м × 2400 кг/м³ × 1,1 = 1056 кг/м.
Ширину фундаментной подошвы надлежит взять 0,6 м. Если из нее вычесть учтенный ранее размер ленты 0,4 м, то можно получить суммарные выступы 0,2 м.
Вес армированного бетона подошвы при 0,3 м составляет 2500 кг/м³, в нашем случае получится 0,3 м × 0,6 м × 2500 кг/м³ × 1,1 = 495 кг/м.
Грунт для обратной засыпки с плотностью 1650 кг/м³, коэффициент 1,15. В результате получится 0,2м × 1650кг/м³ × 0,3 м × 1,15 = 113,85 кг/м.
Складываем полученные значения нагрузок 1664,85 кг/м или 46615,8 кг. Площадь подошвы для этого варианта 0,6 м × 28 м = 16,8 м²
Выполняем аналогичный расчет для бетонного монолита прямоугольной формы шириной 0,3 м (с западающим цоколем): 1 м × 0,3 м × 2400 кг/м³ × 1,1 = 792 кг/м. Масса всей ленты составит 22176 кг, площадь опоры – 8,4 м².
Несущая способность основы
Для проведения точного расчёта несущей способности залегающего на участке грунта потребуются его физико — механические характеристики, полученные в результате инженерно-геологических изысканий. Затраты на заказ ИГЭ отчёта в перспективе могут окупиться сторицей, если площадка располагается в сложных неблагоприятных условиях.
Упрощенно можно воспользоваться справочными таблицами, которые содержат приведенные значения этого показателя для типичных видов грунта, например, такой таблицей:
Важным условием является однородность подстилающего слоя без образования так называемых «линз». Для уточнения всех особенностей и нужны практические исследования геологии участка и выполнение камеральных расчетов на основании максимально точных данных.
Соотношение несущих показателей
Создавать выбранный вариант фундамента можно, если общая нагрузка от постройки будет меньше (в крайнем случае, равна) несущей способности грунта. Считаем полученные варианты ленточного основания:
Из сравнения видно, что с минимальными затратами построить здание весом 106 т можно на ленточном наливном фундаменте шириной 0,3 м.
Однако существуют сомнения в точности расчетов сложных случаев на этих калькуляторах, так как работа их формул наглядно не контролируется пользователем (применяемые округления и полнота расчета).
Уверенный результат получают по методикам, приведенным в строительных нормах и специальной справочной литературе. Программы — калькуляторы целесообразно применять для более простого подсчета нужного количества расходных материалов.
Статьи по теме:
Расчет фундамента ленточного типа при строительстве дома
Основой дома по праву считается фундамент,поэтому он должен быть надежным и выдерживать требуемые нагрузки, исходящие от самого здания. Поэтому при расчете фундамента, а это надо делать обязательно, необходимо учитывать, из каких материалов строятся стены дома, размеры сооружения. При этом важно понимать, что при строительстве фундамент закладывается в первую очередь, а вот при проектировании его рассчитывают последним. Потому что важная составляющая расчета – нагрузка от здания. А значит, надо сначала определиться с его размерами и материалами. Для примера будем рассматривать расчет монолитного ленточного фундамента, как самой часто используемой конструкции, закладываемой на любых грунтах.
Как рассчитать фундамент ленточный
Расчет ленточного фундамента проводится двумя способами:
Проще сделать расчет по первому варианту. Для этого надо проделать несколько несложных операций.
У каждого материала есть свой собственный удельный вес, который надо найти. Это сделать несложно, для примера можно привести вот такую таблицу, которая на фото ниже. И таких таблиц в интернете немало.
Зная количество используемых материалов, их тип и виды, можно найти общую массу здания, которая и будет являться основной нагрузкой на фундаментную конструкцию. При этом к полученному значению прибавляют обязательно временные нагрузки, в состав которых входят снежная масса на крыше, вес людей, проживающих в доме, масса мебели, бытовой техники и прочей утвари и предметов.
Что касается снеговой нагрузки, то придется воспользоваться опять-таки таблицами или диаграммами. Вот одна из них, которую можно взять за основу.
Работа с таблицами, схемами и диаграммами несложная, в них разобраться – не проблема. Главное – точно определиться со всеми необходимыми параметрами.
Если вес здания определен, можно переходить к расчетам, касающихся самой фундаментной конструкции. То есть, надо определить ширину ленты, глубину ее заложения, рецептуру бетону, количество арматуры и ее диаметр. Это основные позиции, связанные с проектированием и будущим строительством ленточного фундамента.
Определение типа грунта на территории постройки
Перед тем как рассчитать фундамент под собственный дом, надо определиться с тремя позициями, которые будут влиять на возведения фундаментной конструкции.
Что касается первой позиции, то самостоятельно это сделать не так просто, если нет явных видимых факторов. К примеру, песчаный грунт определяется зрительно. Но можно определить плотный грунт или мягкий. Для этого берется небольшое количество почвы, которая разбавляется водой. После чего землю раскатывают в руках в колбаску. Попробуйте ее свернуть в кольцо. Если получилось, то грунт глинистый прочный, не получилось – грунт мягкий.
Но лучше обратиться в бюро геологических изысканий. Вам там могут дать информацию или помочь провести исследования грунта. Почву необходимо взять на анализы, сделав бурение на необходимую глубину. Точно таким же способом определяется уровень грунтовых вод.
Внимание! Если грунтовая вода находится близко к поверхности земли, то придется до сооружения ленточного фундамента продумать систему отвода воды с закладкой дренажной системы.
И третья позиция – это параметр, который можно определить из таблиц. Одна из них ниже.
Для чего необходимы эти параметры при расчете фундамента ленточного типа. Чем прочнее почва на территории строительного участка, тем меньших размеров в глубину можно закладывать фундамент. Чем глубже промерзание грунта, тем больше высота конструкции. С грунтовыми водами все сложнее, потому что их негативное воздействие на фундамент быстро выводит его из строя. Поэтому водоотведением надо заниматься обязательно, если к этому есть предпосылки.
Определение глубины заложения ленточного фундамента
Основное правило заложения ленточной конструкции – это правильно рассчитанная глубина. Она определяется уровнем промерзания земли. При этом заложение должно проводиться ниже этого показателя. К примеру, из верхней таблицы регион Москвы, сооружение фундамента на суглинках должно быть в пределах 1,5 — 1,6 м. То есть, ниже уровня на 15 — 30 см. Потому что нижняя часть конструкции не будет подвергаться пучению грунта, которое выдавливает фундамент из земли и сдавливает его со всех сторон. Это достаточно серьезные нагрузки, которые неправильно залитые сооружения могут не выдержать.
Поэтому глубина заложения ленточного фундамента – наиважнейший показатель. Что касается закладки МЗЛФ (мелкозаглубленного типа), то этот показатель неважен. Важнее грамотно продумать систему теплоизоляции, особенно нижней части, расположенной внутри грунта.
Как видите, рассчитать фундамент для дома (ленточный), не так просто даже с позиции глубины его закладки. Небольшое отклонение приведет к потерям прочности и снижению несущей способности, особенно в сезон пучения грунтов.
Расчет массы и размеров дома
С размерами понятно, они определяются из проекта здания, который формируется по заказу хозяина дома. То есть, это чисто произвольная категории, ни чем не регламентируемая. А, как уже было сказано выше, лента фундамента располагается под всеми несущими стенами и перегородками. Соответственно длина фундаментной конструкции определяется конфигурацией расположения стен и их длинами.
Теперь, что касается массы здания. Рассчитывать фундамент под дом надо начинать именно с нее. Поэтому рассмотрим пример расчета нагрузки от дома, построенного из кирпича.
По таблице удельного веса находится, сколько весит кирпичная стена на один квадратный метр конструкции. При толщине 150 мм этот показатель равен 270 кг/м². Так как в нашем случае стена возводится в полтора кирпича, значит, ее толщина будет равна 400 мм. Это почти в три раза больше табличного значения, но для расчета нужны точные значения. Поэтому делаем пропорцию, из которой выводится формула: 400 х 270/150 = 720 кг/м².
Теперь необходимо определиться с объемом стены. Для этого все ее размерные параметры перемножаются между собой: 10 х 4 х 0,4 = 16 м³. Остается лишь умножить полученный показатель на удельный вес кирпичной кладки.
16 х 720 = 11520 кг или 11,52 тонны. И это всего лишь вес одной стены.
Внимание! Если в стене присутствуют окна или двери, то из полученного объема придется вычесть объем всех проемов.
Точно также рассчитываются объемы всех стен по отдельности, которые суммируются в один показатель. К нему добавляется вес перекрытий. Для этого определяется общая площадь дома и тип перекрытия. Пусть это будут железобетонные плиты, у которых удельный вес равен 500 кг/м² (по таблице). К примеру, если площадь дома равна 100 м², то вес перекрытий будет равен: 500 х 100 = 50000 кг или 50 тонн.
Теперь надо посчитать размеры (рассчитать ширину и длину) кровли. Эти показатели также закладываются в проекте здания. Поэтому определить их площадь не составит труда, умножением ширины на длину с учетом количество скатов. Остальное дело математики. Из таблицы берется удельный вес кровельного покрытия с учетом материала, из которого оно сооружается. К примеру, это будет профнастил, у которого вес равен 30 кг/м² (это с учетом стропильной системы, обрешетки и крепежных изделий). Умножаем это значение на площадь кровли, получаем вес крыши. К примеру, площадь кровли – 200 м², умножаем его на 30, получаем 12000 кг или 12 тонн.
Подходим к окончанию расчета ленточного монолитного фундамента. В принципе, все основные нагрузки определены, остается лишь учесть вес отделки, окон и дверей, гидроизоляции и утеплителей. Сделать это самостоятельно сложно и часто просто не под силу. Поэтому строители поступают проще, они общее значение от основных нагрузок умножают на коэффициент 1,3.
Но есть одна нагрузка, которую выше обозначили, как дополнительную. Это вес внутреннего наполнения помещений (мебель, бытовая техника и прочее). Здесь также сложно провести точный расчет, поэтому правилами установлены нормы, которые варьируются для жилых помещений в пределах 180 — 200 кг/м². Зная площадь здания, можно определить и эту нагрузку, по нашему примеру: 100 х 180 = 180000 кг или 18 тонн.
Как видите подходить к ленточному фундаменту и его расчету надо с позиции точного определения нагрузок, действующих на него со стороны дома.
https://youtube.com/watch?v=g9jvyjEkfUU%3Ffeature%3Doembed
Расчет ленточного фундамента по ширине
Итак, расчет фундамента под дом начинается с определения трех основных его размеров: длины, ширины и высоты. Первый показатель определяется из проекта здания путем сложения длин всех его стен, под которыми основа закладывается. Высота определяется из суммы глубины заложения конструкции и высоты цоколя. Сложнее с шириной.
Здесь все будет зависеть от ширины стен, их длины и материалов, из которых стенки дома сооружаются. Внизу показана таблица, в которой ширина подошвы ленточного фундамента определяется дополнительно из расчета используемого материала для закладки самой конструкции.
Итак, все нагрузки определены, можно теперь определить, как давит дом на ленточный фундамент. То есть, из расчета на его единицу площади. В первую очередь суммируются все нагрузки. Затем определяется площадь ленточной конструкции, то есть, умножаем длину всей ленты на ее ширину, обозначенную и выбранную по верхней таблице. После чего общая нагрузка делится на площадь фундамента – это и есть удельное давление на единицу площади (в сантиметрах или метрах).
Для чего, делая расчет фундамента для дома, определяется данный показатель? Для того чтобы определить, выдержит ли эту нагрузку грунт, на котором возводится дом. Опять-таки придется воспользоваться таблицей, в которой определены соотношения удельного давления и типа грунта.
Если расчетная нагрузка оказалась меньше расчетного сопротивления грунта по таблице, то все было подобрано правильно. Такой фундамент можно сооружать. Если все оказалось наоборот, то придется вносить корректировки. Обычно увеличивают ширину фундаментной ленты или для строительства дома выбирают материалы с меньшим удельным весом. К примеру, вместо кирпича пеноблоки, вместо железобетонных плит перекрытия деревянные балки и черный потолок из досок, и так далее.
Расчет арматуры
Рассчитать ленточный фундамент, не сделав предварительный расчет арматуры, это полностью завалить строительство. Поэтому разберемся и в этом вопросе.
Самый простой способ – это использовать соотношение, что площадь сечения ленты и площадь заложенной в нее продольной арматуры находятся в пропорциях 1:0,001. К примеру, если площадь сечения ленты равна 0,4 м² (это 1 м высоты и 40 см ширины), то площадь арматуры равна: 0,4 х 0,001 = 0,0004 м².
Теперь определяется количество стержней в одной решетке. Обычно шаг их установки 20 — 30 см, значит, в одной сетке их должно быть приблизительно 4 ряда. А так как в ленточном фундаменте устанавливается две или три решетки (пусть будет 2), то количество рядов умножаем на 2, получаем восемь рядов. Поэтому площадь арматуры делим на 8: 0,0004:8 = 0,00005 м² — это площадь одного арматурного прута.
По формуле круга, а это S = πD²/4, можно вычислить диаметр арматуры:
D= 4S/π = 4 х 0,00005/3,14 = 0,008 м или 8 мм. Это и есть диаметр арматуры, которую необходимо закладывать в ленточный фундамент.
Что касается длины элементов каркаса, то продольные стержни – это длина ленты, умноженная на количество рядов, в нашем случае «8». Вертикальная и поперечная арматура и проволока определяются:
Внимание! Нельзя укладывать армирующий каркас по поверхностям фундамента. Он должен располагаться внутри тела конструкции. Поэтому существуют нормы отступления арматуры от краев основы, которые варьируются в диапазоне 5 — 8 см.
Расчет бетона
Для чего необходим этот расчет? Во — первых, определяется не масса бетона, а его объем. Это делается для того, чтобы знать, сколько готового товарного бетона надо будет заказать или, какое количество цемента, песка и щебня привезти на стройплощадку. Давайте рассмотрим пример расчета ленточного фундамента в плане именно объема.
Здесь все просто. Надо перемножить между собой размерные параметры фундаментной ленты, то есть, длину, ширину и высоту. Это и есть объем необходимого бетона. Для уверенности можно немного полученное значение увеличить на 5%.
С товарным бетоном понятно, здесь ошибиться сложно. Но что делать, если раствор замешивается на месте, как определить, сколько каждого ингредиента надо заложить в барабан бетономешалки. Во — первых, надо определиться с рецептурой бетонной смеси, а соответственно и с количеством каждого компонента. Все это уже давно определено и внесено в таблицы. Одна из них внизу.
Для ленточного фундамента лучше использовать бетон марки М 300 или 400. При этом надо понимать, что пропорции не определяются единицами измерения. Поэтому можно использовать как весовой критерий, так и объемный. С первым параметром сложно, потому что взвешивать каждый материал на строительной площадке проблематично. И если с цементом проще, потому что он продается в мешках по 50 кг, то со щебнем и песком одни проблемы. Поэтому для простоты проведения работ используют объемный вариант, а точнее эти два сыпучих материала измеряют 10 — литровыми ведрами. Еще раз обратимся к таблицам, где показаны рецептуры с компонентами, взвешенными ведрами.
Внимание! Надо понимать, что количество вносимых компонентов в бетонный раствор во многом будет зависеть от марки цемента. И чем она выше, тем больше наполнителей вносится в бетон, и наоборот.
Заключение по теме
Решая вопрос, как правильно рассчитать фундамент, надо уделить особое внимание всем вышеперечисленным показателям и параметрам. То есть, нужно учесть все до мелочи. Нельзя оставлять не обозначенными даже самые мелкие нагрузки, неправильно рассчитать количество и диаметр арматуры, объем бетона и его рецептуру. От всего этого будет зависеть, выдержит ли этот фундамент вес здания, или он через какое-то время начнет трескаться и усаживаться, что приведет к полному его выходу из строя. А к чему это приведет, можно догадаться.
Расчет и устройство ленточного фундамента
Строительство здания начинается с его основы — фундамента. Качественный и прочный фундамент обеспечивает любой постройке надежное существование без рисков обрушения. Наиболее распространенным для многочисленных стандартных конструкций является ленточный фундамент. Он прекрасно подходит для небольших деревянных заборов, домов и многоэтажных тяжелых зданий.
Ленточный фундамент представляет собой бетонную конструкцию, которая закладывается в землю по периметру возводимого строения с учетом капитальных пристроек и стен. Этот фундамент отличается наличием огромного количества преимуществ — он легко, быстро и просто укладывается, прекрасно подходит для подземных гаражей, подвалов и цокольных этажей.
Различают четыре типа ленточных фундаментов — монолитный, заглубленный, мелко-заглубленный и сборный фундамент.
Мелко-заглубленный ленточный фундамент
Этот вид ленточного фундамента часто используется для возведения небольших и простых домиков. Он прекрасно подходит для строений из дерева, бруса, бревен и небольших домиков из камня. Фундамент этого вида закладывается на глине или песке, глубина зависит от вида грунта. В среднем глубина кладки равна шестидесяти сантиметрам. К преимуществам можно отнести экономичность и простоту.
Заглубленный фундамент прекрасно подходит для тяжелых и массивных конструкций, крупных домов с перекрытиями и массивными стенами, цоколем и подвалами. Во избежание неприятностей необходимо перед закладкой фундамента провести тщательный анализ почвы. В среднем глубина кладки на двадцать пять сантиметров превышает глубину промерзания грунта. Этот тип фундамента требует большего расхода материалов и затрат человеческого труда.
Зачастую монолитный фундамент используется для конструкций из бревен и легких домов. Он хорошо подходит для почвы, которая отличается высокой усадкой, размытых и мягких грунтов. Этот тип фундамента можно устанавливать под здания любой формы. Монолитный ленточный фундамент представляет собой бетонную полосу, расположенную по периметру дома. Он характеризуется долговечностью, прочностью, не требует использования для укладки специальной техники. Для устройства монолитного фундамента используют бетонный, пенобетонный и железобетонный материал. Перед кладкой фундамента вначале проводится анализ почвы, и роются соответствующие траншеи, а затем на дно котлована закладывается металлическая или деревянная арматурная опалубка, в которую заливается бетон. После усадки монолитный фундамент не должен возвышаться больше тридцати сантиметров над уровнем земли.
Сборный ленточный фундамент
Нередко ленточный сборный фундамент используется при возведении малоэтажных зданий. Однако даже для установки небольшого здания необходимо сооружение фундаментной подушки. Для устройства сборного фундамента нужны готовые отдельные железобетонные блоки, для надежного скрепления которых используется раствор цемента. Различают фундаментные блоки пустотелые и сплошные. Первые изготавливают из силикатного и обычного бетона, а вторые — из бутобетона и силикатного бетона.
Для возведения фундамента с кирпичным цоколем используются надежные и устойчивые к воздействию окружающей среды материалы. Эти фундаменты прекрасно выдерживают воздействие ветра, осадков на здание и колебаний температуры. От качества используемых материалов зависит сухость подвального помещения и первого этажа. Цоколь представляет собой конструкцию, которая расположена в верхней части фундамента. Его строительство является ответственным и серьезным делом, которое требует внимательного подхода.
Для расчета ленточного фундамента нужно заранее узнать несколько параметров — высоту заливки, ширину стен и периметр помещения, которое будет на нем построено. Это необходимо, чтобы определить полный объем отливки.
Например, ленточный фундамент прямоугольной формы имеет длину — десять метров, ширину — три с половиной метра, высоту отливки — двадцать сантиметров, ширину пояса (отливки) – 0, 18 метра. Для определения объема нужно умножить периметр помещения на ширину стен и на высоту отливки. V=27 х 0,2 х 0,18=0, 972м3.
На этом расчет ленточного фундамента не заканчивается, теперь нужно определить объем внутренней части. Он определяется умножением длины и ширины фундамента на высоту отливки: 10 х 3,5 х 0,2=7 м3. Из этого результата вычитается объем отливки: 7 – 0, 97=6,03 м3. Таким образом, мы получаем объем отливки равный 0,97 м3, а объем под заполнитель составляет 6, 03 м3.
Теперь нужно посчитать количество арматуры, предназначенной для армирования. Если использовать арматуру диаметром двенадцать миллиметров, которую будем укладывать по горизонтали два прутка и по вертикали — один пруток через полметра, то при периметре 27 метров получаем 54 метра арматуры по горизонтали. Считаем вертикальные прутки: 54/2 + 2=110 прутков. Добавив еще по прутку на углы, получается — 114 прутков. При высоте прутка — семьдесят сантиметров получаем 114 х 0,7=79,8 погонных метра.
Последний этапом является расчет опалубки. При ее строительстве из досок, имеющих толщину два с половиной сантиметра, длину — шесть метров и ширину — двадцать сантиметров. Рассчитаем площадь боковых поверхностей фундамента. Для этого периметр умножается на высоту отливки и на два: (27 х 0,2) х 2= 10,8 м2. Далее рассчитаем площадь одной доски. Для этого умножаем длину доски на ее ширину: 6 х 0,2=1,2 м2. Разделив площадь боковых поверхностей фундамента на площадь одной доски, получаем количество досок: 10,8:1,2=9 штук. После проведенных расчетов приступаем к заливке фундамента.
Устройство ленточного фундамента своими руками
Устройство ленточного фундамента своими руками начинают с разбивки его осей, которая выполняется при помощи теодолита, после этого под ленточный фундамент выкапывается траншея. Для этого раньше использовали ручной труд. Сегодня же парк строительной техники отличается многообразием. Например, существуют мини-экскаваторы, которые быстро и легко справятся с этой задачей.
Начинаются работы с заполнения траншеи песком, он плотно утрамбовывается, сверху насыпается щебень или гравий. Каждый слой делается толщиной около двадцати сантиметров. На верхний слой выкладывается «под бетонка», то есть, цементный раствор слоем десять сантиметров. После этого в зависимости от погоды фундамент выдерживается на протяжении десяти дней.
Затем приступают к следующему этапу — укладке арматуры вдоль и поперек. Прутья связываются между собой вязальной проволокой. Важно при выборе арматуры обратить внимание, чтобы она имела антикоррозийное покрытие. В зависимости от тяжести возводимых перекрытий и стен приходится иногда сооружать армированный каркас.
Следующий этап — установка опалубки для фундамента и бетонирование. Для опалубки можно использовать разные материалы — фанеру, доски, шифер, металлическую опалубку.
Заключительный этап устройства ленточного фундамента — заливка в опалубку бетонной смеси. По окончании данного процесса бетон нужно в нескольких местах проткнуть щупом, чтобы выпустить воздух и постучать снаружи деревянным молотком. Опалубка снимается через три дня, а фундамент выдерживается в течение трех недель, после чего приступают к сооружению здания.
Расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента производится в следующей последовательности:
Производится расчет и проверка фундамента по трем условиям
1. Выполняется проверка несущей способности грунта в основании фундамента. Несущая способность грунта характеризуется величиной расчетного сопротивления грунта — R, т/м2. Расчетом определяются размеры подошвы фундамента и толщина песчаной подушки между грунтом и фундаментом так, чтобы удельное давление от веса здания было меньше расчетного сопротивления грунта.
2. При проектировании мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах обязательным является расчет оснований по деформациям пучения грунта. Для этого выполняется расчет деформации морозного пучения грунта и их влияние на фундамент, определяются параметры армирования фундамента, его прогиб (выгиб).
Рассчитываются предельно допустимые для конструкции деформации. При расчётах допускается изгиб (прогиб) ВСЕЙ системы: фундамент — стены — пояс жёсткости (если он есть в конструкции), но, в пределах допустимых значений. Деформация морозного пучения грунта должна быть меньше предельно допустимой для выбранных размеров фундамента и надфундаментных конструкций.
В нормативных документах по строительству указаны предельно — допустимые деформации различных типов зданий.
Например, «несущая стена здания из кирпича или блоков без армирования», допускает относительную деформацию лишь 0,0005. Это значит, что при длине элемента рамы фундамента в 15 м. допускается всего 7,5 мм. абсолютный прогиб (выгиб) такой стены в условиях максимального пучения грунта основания. Исходя из этого условия максимально допустимого для конструкции прогиба (выгиба) рассчитывается влияние сил пучения грунта.)
3. Кроме этого, осуществляется расчёт прочности железобетонной рамы фундамента по напряжениям в арматурных стержнях. Напряжения, возникающие в конструкциях фундамента должны быть меньше напряжений, при которых происходят необратимые процессы потери упругости в арматуре фундамента.
Если первоначально выбранные размеры и параметры армирования фундамента не удовлетворяют хотя-бы одному условию, то размеры меняют и производят повторный расчет.
Неоднократно изменяя размеры (ширину и высоту подушки, ленты, армирование) подбирают оптимальный вариант фундамента, удовлетворяющего всем трем условиям и наименее затратного.
Расчёт воздействия касательных сил морозного пучения не производится из-за малой глубины заложения фундамента и соответственно малой площади соприкосновения боковой поверхности с грунтом.
Советы застройщику
Не стремитесь сделать фундамент максимально жестким, увеличивая, например, высоту ленты. Это приводит к неоправданному увеличению армирования и росту напряжений. В меру гибкий фундамент экономичней и надежней.
Расчет деформации морозного пучения грунта и их влияния на фундамент достаточно сложен. Точность расчетов определяется прежде всего оценкой грунта в основании фундамента. Точная оценка грунта также сложная инженерная задача. К тому же, пучинистые свойства грунта могут со временем меняться (например, при изменении уровня грунтовых вод, временных подтоплений). Снижение деформаций до допустимого уровня требует затрат на усиление фундамента, цоколя и стен здания.
Ежегодно подвергать дом ломке морозом – согласитесь, на лучшее решение. Теплоизоляция фундамента снимает все эти проблемы и риски. Расчет конструкции теплоизолированного ленточного фундамента мелкого заложения производится по условиям 1 и 3.
Оценку грунтов в основании, расчет фундамента лучше поручить специалистам, особенно для пучинистых грунтов или близком залегании грунтовых вод.
Если рискнете делать это самостоятельно, а также для оценки принятых проектировщиками решений рекомендую использовать программы-калькуляторы.
Прочитав статью «Расчет нагрузок и площади подошвы фундамента» Вы сможете с помощью программы — калькулятора выполнить расчет нагрузки на грунт от веса здания, определить необходимые площадь подошвы фундамента и толщину песчаной подушки. Этого расчета обычно достаточно для выбора конструкции фундамента на непучинистом грунте, фундамента, закладываемого на глубину промерзания (для дома с подвалом) или теплоизолированного фундамента ТФМЗ.
Например, этот онлайн калькулятор http://xn--33-6kcljuue3d.xn--p1ai/calculators/lenta2/ проверяет фундамент по всем трем условиям, правда для конкретного региона. Для проверки по 2-му условию в других регионах программу можно использовать путем изменения коэффициента надежности, изменяя его в соответствии с отличиями глубины промерзания регионов.
Профессиональные программы, например BASE — блок расчета фундаментов ( http://www.basegroup.su/index.php?Page=money.html ), требуют для применения специальных знаний.
Фундамент малозаглубленный теплоизолированный.
Выбор фундамента для частного дома на пучинистом грунте
Какой фундамент выбрали Вы? Голосуйте!Узнайте, что выбрали другие.
Фундамент для дома на пучинистых грунтах?
Смотреть! — все опросы
Еще статьи на эту тему
Перед тем как непосредственно приступить к возведению ленточного фундамента, необходимо узнать основные его параметры: глубину заложения и площадь основания. Начнем мы, пожалуй, с самого простого – с расчета глубины залегания.
Глубина и ширина фундамента
Глубина рассчитывается исходя из качественных показателей грунта и характеристики возводимого объекта. Так, если постройка массивная, например, двухэтажный кирпичный дом, то фундамент заглубляется вплоть до границы промерзания грунта (для надежности на 300 мм глубже), которая для каждого региона принимает свое значение. Часть фундамента изготавливают над нулевым уровнем на 300 мм. Итого, общая глубина для «тяжелых» сооружений и сложных грунтов составляет: ГПГ+600 мм, где ГПГ – глубина промерзания грунта. Для легких конструкций, например, деревянных домов, бань или когда возводится фундамент для забора, он может заглубляться всего на 500 мм. В этом случае предполагается, что вспучивание грунта будет протекать равномерно и не скажется на целостности постройки.
Что касается остальных размеров, то ширину каждой полосы, как правило, принимают равной 400 мм. Осталось только узнать общую площадь поверхности.
Расчет площади
Для чего необходимо рассчитывать площадь подошвы? Все очень просто! Всего лишь для того, чтобы определить номинальную площадь, благодаря которой возводимый объект будет устойчивым. Проще говоря – чтобы дом неравномерно не ушел в землю под действием суммарной нагрузки на грунт. Ведь постройка может не только выталкиваться вспученными грунтами во время их сезонного промерзания, но и за счет высоких нагрузок продавливать грунт. И та и другая ситуация чревата разрушением постройки.
Площадь подошвы фундамента (S) рассчитывается по следующей формуле:
k(n) – коэффициент надежности, который обычно принимают равным 1,2, т.е. запас площади равен 20%;F – суммарная расчетная нагрузка на грунтовое основание. Сюда входит нагрузка от дома, фундамента, полезная нагрузка и т.д. – все, что способствует увеличению давления на опору ленточного фундамента;k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины пластичной и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены до 1,4 для крупного песка и не жестких конструкций;R – расчетное сопротивление грунта (для некоторых приведено в таблице ниже).
Таким образом, единственным неизвестным для расчета площади остается общая нагрузка на грунт.
Нагрузка от дома и фундамента
В специальных справочниках вы можете найти средние значения удельных весов различных конструкций дома. Зная площадь этих элементов, несложно подсчитать и примерную нагрузку от них на грунтовое основание.
Также необходимо брать в расчет временные нагрузки, которые создаются, например, снежным покровом. Для средней полосы России удельную нагрузку снежного покрова принимают равной 100 кг на каждый квадратный метр кровли, для южной – 50, для северной – 190. Соответственно, эти величины нужно умножить на значение площади кровли.
Также нужно принимать во внимание нагрузку от фундамента. Но, т.к. для расчета этой нагрузки нам необходимо знать его площадь (для измерения объема, а затем и его массы), что в свою очередь усложняет работу формулы определения площади подошвы, принимаем фундамент с одной внутренней стеной и шириной полосы, равной 400 мм. Далее объем умножаем на среднюю плотность железобетона (2400) и получаем нагрузку. Свайно-ленточный фундамент рассчитывается по более упрощенной схеме.
Осталось только сложить все нагрузки и подставить их в формулу, чтобы провести расчет общей площади ленточного фундамента и сделать корректировку на ширину каждой полосы и их длину.
