Минимальная ширина ленты. Какой ширины должен быть ленточный фундамент? Потребность в материалах для устройства монолитной ленты

Ленточный фундамент — пожалуй самый популярный вид фундамента, применяемый в малоэтажном строительстве. Связано это прежде всего с его универсальностью, так как на нём можно строить дом практически из любых материалов. Другой вопрос, что это не всегда экономически целесообразно, но об этом позже. Что представляет из себя данный вид фундамента, понятно из его названия. Это единая конструкция в виде ленты из определённого твёрдого строительного материала расположенная под всеми несущими стенами здания.

По конструктивному исполнению различают монолитные и сборные ленточные фундаменты. Монолитный — сделанный из монолитного железобетона, сборный — фундамент из блоков ФБС или из мелкоштучных материалов (кирпич, бутовый камень).

По глубине залегания ленточные фундаменты делят на заглубленные и мелкозаглубленные, о которых отдельно говорилось

В данной статье будет рассмотрен именно заглубленный монолитный ленточный фундамент.

Основные достоинства:

высокая прочность и способность выдерживать значительный вес дома;
большая надёжность и долговечность;
возможность построить собственными силами;
возможность соорудить цокольный этаж (подвал).

Недостатки:

значительные трудовые затраты, в связи с большим объёмом земляных и бетонных работ;
значительные материальные затраты на бетон и арматуру;
скажем прямо, сомнительная перспектива сделать качественный фундамент без привлечения строительной техники (об этом ещё будем говорить).

Нельзя выбирать заглубленный ленточный фундамент при строительстве на органических, лессовых грунтах, на торфяниках, на жирных водонасыщенных (пусть даже сезонно) глинах, на мелких и пылеватых песках, особенно подверженных увлажнению.

Важно: Уровень грунтовых вод в идеале не должен подниматься ближе чем на 2 метра к подошве фундамента. В противном случае, возможность выбора данного типа фундамента (особенно при строительстве массивного кирпичного дома) лучше установить при проведении геолого-геодезических изысканий, т.к. она будет определяться именно составом грунтов и его однородностью на площадке. Возможно от данного типа фундамента придётся отказаться или нужно будет делать дренажную систему. Помните, что у ряда грунтов при увлажнении очень сильно изменяется несущая способность. Это может привести к печальным последствиям.

Основные ошибки при строительстве.

необдуманный и не обоснованный никаким расчётом выбор основных геометрических параметров ленты фундамента, таких как его высота и ширина.
заливка бетона непосредственно в выкопанную траншею, без принятия мер по его гидроизоляции и утеплению;
ошибки при выполнении армирования фундамента и при закладке в ленту бытовых коммуникаций;
другие ошибки связанные с технологией выполнения работ.

Теперь рассмотрим, как данных негативных факторов избежать.

Расчет ленточного фундамента.

При расчёте необходимо сравнить между собой суммарный вес всего дома и самого фундамента с несущей способностью грунта. Первое должно быть меньше второго, к тому же с определённым запасом. Сделать это можно в следующей последовательности:

I) Обследуем участок застройки. Вся информация по этому вопросу изложена

Основываясь на полученных данных принимаем глубину заложения фундамента на 30-50 см больше расчётной глубины промерзания. При этом Вы должны понимать, что отталкиваясь от расчётной глубины, придётся в первую же зиму соблюдать выбранный тепловой режим в доме. Проще говоря дом должен отапливаться. В противном случае, если дом будет стоять зиму холодным, в расчёт берётся нормативная глубина промерзания.

Ширину ленты фундамента первоначально принимаем равной 20 см. Это минимальное значение, которое в дальнейшем расчёте при необходимости будет увеличиваться.

II) Определяем вес дома , который будет действовать на несущий слой грунта.

Приближенный удельный вес отдельных конструктивных элементов дома приведён в следующей таблице:

Также учтите, что снеговая нагрузка при наклоне скатов более 60º принимается равной нулю.

III) Рассчитываем вес самого фундамента. Из проекта дома нам известна общая длина фундаментной ленты. Её высоту и ширину определили выше, в пункте I . Перемножаем эти значения, получаем объём ленты. Умножаем его на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³ и тем самым получаем вес фундамента.

Прибавляем эту цифру к весу дома (пункт II ) и получаем суммарную нагрузку на несущий грунт (Р, кг).

IV) Теперь рассчитываем минимально допустимое значение необходимой ширины подошвы фундамента B (см) по формуле:

B = 1,3×Р/(L×Rо) ,

где 1,3 — коэффициент запаса несущей способности;

Р — общий вес дома с фундаментом (пункт III), кг;

L — длина ленты (переведена в сантиметры), см;

Rо — сопротивление несущего грунта, кг/см². Значение его ориентировочно принимаем по таблице ниже:

Ещё раз отметим, что значения несущей способности в таблице приведены для грунтов нормальной влажности. При повышении уровня грунтовых вод до несущего слоя, значения Rо будут сильно меняться (например, у жирной глины может снизиться почти в 6 раз, а у мелкого песка — почти в 4).

V) Если полученное значение ширины ленты оказалось меньше выбранных в начале 20 см, то принимаем итоговую ширину равной именно 20 см. Меньше делать нельзя, т.к. не будет обеспечена прочность фундамента на сжатие.

Если же мы получили ширину превосходящую изначально выбранные 20 см более, чем на 5 см, то нужно повторить расчёт, начиная с III пункта, подставляя при определении массы фундамента уже новую ширину.

Такие повторные расчёты выполняются до тех пор, пока прирост ширины ленты не окажется менее 5 см. Для тех, кто немного запутался, приведём небольшой пример.

Пример упрощённого расчёта ленточного фундамента.

Определим минимально допустимую ширину основания заглубленного ленточного фундамента для 2-х этажного кирпичного дома (см. рис.) размером 10×8 метров с одной несущей перегородкой посередине длинной стороны. Высота стен 5 м, высота фронтонов 1,5 м. Толщина стен 380 мм (полтора кирпича), цокольное и межэтажное перекрытия из пустотных плит, кровля — металлочерепица. Несущий грунт — суглинок с расчётной глубиной промерзания 1,1 метра.

I) Исходя из глубины промерзания принимаем глубину заложения ленты раной 1,6 метра. Ширину ленты для начала берём равной 20 см.

II) Рассчитываем вес дома:

1. Суммарная площадь стен дома вместе с фронтонами и с внутренней несущей перегородкой (также сложенной в полтора кирпича) за вычетом оконных и дверных проёмов в нашем случае будет равна 212 м², а масса их 212 × 200 × 3 = 127 200 кг.

2. Общая площадь цокольного и межэтажного перекрытий 160 м², а масса их с учётом эксплуатационной нагрузки 160 × (350+210) = 89 600 кг.

3. Крыша в нашем примере имеет площадь около 185 м² . Масса её при кровле из металлочерепицы и снеговой нагрузке для средней полосы России будет равной 185 × (30 + 100) = 24 050 кг.

4. Суммируем полученные цифры и получаем 240 850 кг.

III) Вес самого фундамента высотой 1,6 м, общей длиной ленты 44 м и с предварительно принятой шириной 0,2 м будет равен 1,6 × 44 × 0,2 × 2500 = 35 200 кг.

Общий вес дома составит 276 050 кг.

IV) Приняв значение Rо для суглинка равным 3,5 кг/см² и переведя общую длину ленты фундамента в сантиметры, рассчитываем искомую ширину:

В = 1,3 × 276 050 / (4400 × 3,5) = 23,3 см

V) Мы видим что полученное значение не превышает принятые изначально 20 см более чем на 5 см. Поэтому расчёт на этом можно закончить и принять округлённо минимально возможную ширину подошвы фундамента 24 см.

Вывод: сделав ширину подошвы фундамента более 24 см, мы можем рассчитывать, что данный грунт выдержит дом по своей несущей способности.

Теперь в двух словах о том, что было бы если, несущая способность грунта равнялась, например, 2 кг/см². Тогда ширина ленты получилась бы равной 40,8 см. После этого мы возвращаемся к пункту III . Масса ленты становится равной уже 71 800 кг, следовательно общий вес дома 312 650 кг, а уточнённая ширина ленты В = 1,3 × 312 650 / (4400 × 2) = 46,2 см.

Мы видим, что расхождение с предыдущим значением в 40,8 см вновь составило больше 5 см, поэтому снова возвращаемся к пункту III , считаем массу фундамента, всего дома и ещё более уточнённую ширину ленты фундамента. Она, кстати говоря, в этот раз получится равной уже 47,6 см. Расхождение с предыдущим значением всего 1,4 см, поэтому расчет можно остановить и округлённо принять минимально возможную ширину подошвы фундамента 48 см.

Обратите внимание, что 48 см это именно ширина подошвы, а не всей ленты. Её можно заузить, вплоть до 20 см (зависит от толщины стены и конструкции перекрытий), а внизу лишь делается расширение (см. рисунки ниже). По такому же принципу делают сильнонагруженные сборные фундаменты из блоков ФБС. Сначала кладут широкие фундаментные подушки, а уже на них более узкие фундаментные блоки.

В начале статьи упоминалось, что на заглубленном ленточном фундаменте можно построить практически любой малоэтажный дом, но не всегда это целесообразно. Давайте посмотрим — почему? Возьмём для примера небольшой деревянный дом для которого рассчитывался фундамент в статье и попробуем посчитать для него ленту. Получится, что её минимально допустимая ширина составит всего лишь 7,1 см. А делать придётся минимум 20 см. Перерасход только одного бетона составит почти 200%, не говоря уже о всех сопутствующих материалах и работах. Очевидно, что столбчатый фундамент в данном случае будет более правильным выбором.

Таким образом, с расчётом мы более или менее разобрались, теперь непосредственно о самой технологии.

Этапы возведения заглубленного монолитного ленточного фундамента.

1) Что копать — траншеи или котлован?

Иногда ответить на этот вопрос очень просто. Например, если Вы собираетесь строить дом с подвалом, очевидно, что копать нужно котлован. Но если цокольный этаж не намечается, что тогда?

А тогда нужно учесть особенности Вашего проекта, Вашего участка застройки, возможности механизации работ и решить самостоятельно (ну или по совету более опытного знакомого строителя). На что нужно обратить внимание:

Тип грунта на участке , особенно его сыпучесть — согласитесь, проблематично выкопать траншею с ровными, не осыпающимися от малейшего прикосновения стенками в сухом песчаном грунте. К тому же при большой глубине и работе в ручную — это просто становится не безопасным занятием.
Толщина плодородного слоя — это особенно актуально, если Вы собираетесь делать полы по грунту. Плодородный слой нужно будет полностью снимать, т.к. он имеет свойство со временем уменьшаться в объёме из-за процессов перегнивания. А в связи с тем, что в некоторых регионах нашей страны этот слой очень толстый, рытьё котлована с последующей его засыпкой непучинистым материалом (песком) становится неизбежным.
Необходимая ширина подошвы ленты — одно дело, если расчёт требует ширины в 20-30 см, другое, если в 50-60 см. Заливать всю ленту на такую ширину — довольно затратное мероприятие. Её можно сделать уже с расширением в основании, но для этого надо сооружать опалубку. Возиться с опалубкой в узкой глубокой траншее крайне неудобно, поэтому иногда действительно проще выкопать котлован.

2) Подготовка и разметка участка.

Перед началом строительства необходимо провести мероприятия по отводу поверхностных дождевых вод от пятна застройки. Не стоит заливать бетон в раскисший после дождя грунт, а от плохой погоды никто не застрахован. Учитывая рельеф прокопайте при необходимости небольшие водоотводящие траншейки.

Постарайтесь перед выемкой грунта заранее завести на площадку необходимые стройматериалы. Чем короче будет по времени цикл фундаментных работ (вплоть до сооружения отмостки), тем лучше.

О разметке участка подробно будет говориться в отдельной статье.

3) Дальнейший порядок работ зависит от того, собираемся ли мы заливать бетон непосредственно «в землю» или в опалубку.

При заливке в траншею необходимо:

выровнять и зачистить дно траншеи;
заложить утеплитель, если требуется утепление фундамента;
застелить траншею слоем рулонной гидроизоляции;
сделать бетонную подготовку — залить на дно траншеи не менее 5 см лёгкого бетона и дать ему затвердеть (это предотвращает повреждение слоя гидроизоляции арматурой и защищает её от коррозии вследствие контакта с грунтом);
установить на схватившуюся бетонную подготовку арматурный каркас, проложить бытовые коммуникации;
соорудить выравнивающую опалубку цоколя;
произвести заливку бетона.

При заливке в опалубку последовательность другая:

выровнять и зачистить дно траншеи или участок дна котлована под будущим фундаментом;
смонтировать опалубку;
сделать бетонную подготовку;
установить арматурный каркас, проложить бытовые коммуникации;
произвести заливку бетона;
разобрать опалубку;
сделать гидроизоляцию фундамента;
сделать утепление фундамента;
произвести обратную засыпку грунта.

В ближайшем времени каждому основному этапу возведения фундамента, такому как , , опалубка, армирование — будет посвящена отдельная подробная статья, т.к. все они требуют особого персонального внимания. А сейчас в завершении ещё несколько общих рекомендаций:

тщательно выравнивайте и уплотняйте основание под лентой фундамента, особенно если это делается после работы экскаватора. Подошва должна быть ровной и строго горизонтальной. Если нет строительного нивелира, контролируйте гидравлическим уровнем (стоит копейки, продаётся в любом строительном магазине);
для утепления используйте экструдированный пенополистирол (ЭППС) толщиной 50-100 мм. Пенопласт для этих целей не подойдёт. При закладке утеплителя в траншею, крепить его к боковым стенкам можно, например, пластмассовыми зонтиками (грибками) или просто кусками толстой проволоки, втыкая из в грунт сквозь ЭППС. Для временной фиксации до заливки бетона этого вполне хватит;
при застилании траншеи гидроизоляцией, делайте достаточные нахлёсты (около 20 см). Лишний рулон много денег не сэкономит;
при монтаже арматурного каркаса используйте вязальную проволоку, либо пластиковые хомутики. Сварка в данном случае не рекомендуется;
опалубка должна быть крепкой и надёжной. Заглубленный ленточный фундамент довольно высокий и при заливке бетона она будет испытывать огромное давление. Случаи разрыва опалубки — не такая уж и редкость в строительстве, особенно когда бетон уплотняется хорошим промышленным вибратором;
заливку ленты производите с миксера. Заглубленный ленточный фундамент — очень массивная конструкция, так в рассмотренном выше примере (фундамент под 2-х этажный дом шириной 24 см) объём бетонной смеси составит почти 17 м³. Залить их самостоятельно с обычной бетономешалки, чтобы не произошло недопустимого послойного затвердевания, просто нереально;
при заливке желательно использовать вибратор для бетона, в крайнем случае, делайте штыкование заострённым куском арматуры. Также для лучшего удаления воздуха, можно стучать небольшой кувалдочкой по опалубке, если конечно Вы уверены в её прочности;
снимать опалубку и делать гидроизоляцию можно примерно через 3-7 дней после заливки (зависит от погоды — чем жарче и суше, тем быстрее).
обратную засыпку заглубленного ленточного фундамента можно производить родным ранее изъятым грунтом с послойным его уплотнением. Использование здесь крупного песка, как при сооружении мелкозаглубленного фундамента, уже не принципиально;
старайтесь не затягивать с сооружением отмостки.

Пока на этом остановимся. Будем рады видеть Ваши вопросы и особенно Ваш личный опыт в комментариях.

Конструкционно для железобетонных балок минимальная ширина допускается 15 см , а для мелкозаглубленных ленточных фундаментов (которые представляют из себя свободнолежащие балки на упругом основании) рекомендуется ширина не менее 25 см для легких садовых построек, и ширина не менее 30 см для дачных домов. Ширина ленточного мелкозаглубленного фундамента не может быть меньше ширины опираемой на нее стены.

Однако, кроме конструкционных ограничений есть еще и требования задаваемые несущими способностями подлежащих под мелкозаглубленными ленточными фундаментами грунтов . Удельная нагрузка от здания на единицу площади не должна превышать 70% от несущей способности грунта. Регулировать величину нагрузки можно с помощью площади опоры фундамента на грунт. Чем больше площадь опоры - тем меньше удельная нагрузка, передаваемая на грунт.

Методика ориентировочного расчета минимальной достаточной ширины мелкозаглубленного ленточного фундамента. Данная методика определения минимальной достаточной ширины мелкозаглубленного ленточного фундамента основана на представлении о том, что величина удельной нагрузки на единицу площади подлежащего под фундаментом грунта должна быть меньше несущей способности (расчетного сопротивления основания) подлежащего под фундаментом грунта. Разница между нагрузкой от дома и несущей способностью грунта должна быть как минимум на 30 процентов больше в пользу несущей способности грунтов (коэффициент запаса прочности для бетонных конструкций, отливаемых на стройплощадке с удельном всеом менее 1600 кг/м3). Чтобы не утомлять наиболее нетерпеливых читателей, спешащих наконец без лишних сантиментов узнать минимальную достаточную ширину мелкозаглубленного ленточного фундамента, мы публикуем таблицу основанную на данных Британских государственных строительных норм Building Regulations Approved Document A: 2010, 2E3, Таблица №10. Британское архитектурное ведомство рассчитало за нас все заранее, а мы постарались немного усреднить и адаптировать представленные данные, чтобы сделать представление данных удобнее:

Теперь, наиболее рисковые и менее любопытные читатели могут бежать отливать свой мелкозаглубленный монолитный ленточный фундамент, а остальные могут узнать, как британцы получили эти данные, и сделать свой собственный более точный расчет для своего собственного дома, чтобы не попасть впросак.

Для выяснения минимальной достаточной ширины мелкозаглубленноно ленточного фундамента исходя из несущей способности подлежащих грунтов, необходимо решить уравнение:

Мертвый вес здания - это сумма весов всех строительных элементов конструкции дома. Чтобы расчитать их нужно воспользоваться следующими таблицами:

Материал стен	кгс/м 2
Деревянные каркасно-панельные, толщиной 150 мм с минераловатным утеплителем
Из блоков ячеистого бетона плотностью 500-600 кг/м3 сплошной кладки, толщиной, мм: 200 250 300 350	100-120 125-150 150-180 175-210
Из опилкобетона, толщиной 350 мм
Из керамзитобетона, толщиной 350 мм
Из шлакобетона, толщиной 400 мм
Из эффективного кирпича, толщиной, мм: 380 510 640	500-600 650-750 800—900
Из полнотелого кирпича сплошной кладки, толщиной, мм: 250 380 510	450-500 700-7501 900- 1000

Таблица №6 Нагрузка от 1 м 2 перекрытий пролетом до 4 , 5 м

Таблица №7 Таблица количества бруса в м 3 пиломатериалов

Таблица №8 Таблица количества досок в кубическом метре пиломатериалов

Размер доски (мм)	Количество досок при длине 6 м в кубометре пиломатериалов	Объем одной доски длиной 6 м (м 3)

Таблица №9 Таблица значений веса кровельных покрытий

Вид кровельного материала	Вес 1 м 2 (кг)
Рулонная битумно-полимерная кровля
Битумно-полимерная мягкая черепица

Металлочерепица
Профлист, Оцинкованная сталь, Фальцевая кровля
Цементно-песчаная черепица
Керамическая черепица

Сланцевая кровля

Зеленая кровля

Таблица №11 Нагрузка от 1 м 2 горизонтальной проекции кровли

Любое строение должно иметь под собой фундамент. Для того чтобы здание прослужило много лет, очень важно правильно рассчитать параметры фундамента. А для того чтобы сделать все верно, нужно знать определенные характеристики.

Расчет ширины

Для закладки основы здания важно, какой грунт на участке, на каком уровне находятся грунтовые воды, вес самого здания, насколько промерзает земля.

Все работы по проектированию основываются на инженерных расчетах. Это сложные расчеты, поэтому обычно пользуются усредненными значениями нагрузок для вычислений.

Крыша:

шифер - 40-50 кг/м2;
рубероид - 30-50 кг/м2;
черепица - 60-80 кг/м2;
листовая сталь - 20-30 кг/м2.

Стены:

кирпич - 200-270 кг/м2;
железобетон - 300-350 кг/м2;
дерево - 70-100 кг/м2;
каркас с утеплителем - 30-50 кг/м2.

Sопор ≥ Рдом/ Qн.сп , где:

Sопор – нижняя опорная площадь;

Рдом - вес здания;

Qн.сп - несущая способность грунта

Несущая способность грунта – это возможность грунта выдерживать нагрузку на 1 см площади.

Для двухэтажного дома

Шф – ширина фундамента,

С – значение сопротивления грунта;

В – значение, учитывающее самую меньшую величину веса почвы.

Расчет высоты

По СНиПам фундамент должен выступать над землей не менее 20 см, однако, на практике, при учитывании главного параметра – глубины промерзания почвы, эта величина увеличивается до 30-35 см.

Чем глубже уровень промерзания, тем больше должна быть высота фундамента. При промерзании до 3 м, высота фундамента может доходить до 1м.

Для двухэтажного здания выбор высоты выступа фундамента над землей совершенно не важен, этажность никоим образом не влияет на устойчивость или прочность здания. При постройке руководствуются удобством сооружения входа в здание.

По нормам, при входе должно быть не меньше 3-х ступеней, а это возможно при оптимальном значении 35-40 см. Такой выступ выполняет еще одну функцию – защищает конструкции от постоянного воздействия грунтовых и атмосферных осадков. Также для того, чтобы вода не оказывала разрушительного действия на основание дома по окончании строительства желательно сделать вокруг здания.

Минимальным значением считается высота над землей – 35-40 см, но если фундамент будет выше этих значений, то это допустимо. Единственное условие – высота выступа не должна превышать ширину фундамента.

Подведем итог: фундамент – главная часть сооружения, от которого зависит долговечность здания. Поэтому подходить к его сооружению надо ответственно, точно производя расчеты и придерживаясь существующих норм и правил в строительстве.

Только в этом случае возводимое здание будет надежным, долго прослужит и станет надежным прибежищем.

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

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

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

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

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

Термины, определения и параметры для расчета ленточного фундамента под дом

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

Порядок расчета ленточного фундамента под дом

Определение глубины заложения ленточного фундамента

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

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

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

Также расчетную глубину промерзания грунта можно определить по формуле:

d f= k n×d fn,

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

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

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

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

Расчет размеров подошвы фундамента

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

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

Расчет размеров подошвы фундамента по несущей способности основания

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

S>ϒ n F/ϒ c R о,

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

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

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

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

Коэффициент условий работы имеет величины:

Условное расчетное сопротивление грунта основания для фундамента определяется по таблицам:

Расчет размеров подошвы фундамента по допустимым деформациям конструкции

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

Существуют следующие виды деформаций конструкции сооружений:

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

возникает при осадке фундамента с одной из сторон.

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

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

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

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

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

Пример:

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

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

Расчет высоты цоколя

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

Расчет количества материалов и общей стоимости ленточного фундамента

Расчет арматуры для ленточного фундамента

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

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

Расчет диаметра арматуры:

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

Расчет количества прутьев арматуры:

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

Пример:

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

Расчет бетона на ленточный фундамент

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

К бΣ=Ш ф×В ф×(Д 1+Д 2),

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

Расчет стоимости ленточного фундамента

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

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

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

Видео по теме

Решение по параметрам фундамента принимается на основе некоторых показателей, которые характеризуют не только саму постройку, но и окружающую местность.

В проекте, уже готовом со всеми расчётами, точно указывается и толщина всего фундамента, и глубина заложения, и так далее. Зависят такие показатели от характера почвы и условий гидрогеологии, то есть от уровня грунтовых вод, характера почвы, глубины её промерзания при больших морозах и так далее. В самом обычном случае решение по фундаменту принимается из предположения того, что почва является усредненной неувлажнённой.

Чтобы определить характер почвы нужно вырыть яму с показателями:

Длина должна быть более метра;
Ширина должна быть более метра;
Глубина от 2,5 до 3 метров.

Чтобы определить содержание в почве глинистых частиц, нужно немного земли насыпать в стакан с водой до половины стакана.

Дальше необходимо дать этой смеси настояться. После чего просто останется замерить слои: слой, который снизу – это чистая почва, слой, который сверху – это глинистые породы. После измерения слоёв нужно просто выяснить их соотношение между собой.

Нужна вся эта процедура по определению глинистости для того, чтобы избежать неприятностей при дальнейшем строительстве и эксплуатации постройки. Всё дело в том, что глинистая почва имеет свойство разбухать от влаги, что может привести к изменению несущей способности фундамента.

Оптимальным грунтом под фундамент можно назвать суглинистые породы, которые имеют очень не высокую влажность, то есть практически сухие породы.Также несущая способность и водопроницаемость глинистых пород изменяется и при изменении в них примесей песка и гравия.

Также неплохим вариантом будут супеси, которые также находятся в сухом состоянии, если же они сырые, то они приходят в подвижное состояние.

Типы грунтов

По этим причинам нужно тщательно выбирать почву, на которой строить, а на основе этого определить и нужную толщину фундамента.

Пучащиеся грунты

В пучащихся грунтах, в которых уровень грунтовых вод более двух метров от максимальной глубины промерзания, фундамент следует закладывать на глубину равной глубине промерзания умноженного на 0,75, но эта цифра не должна быть меньше 70 сантиметров.

Песчаный грунт

По размеру зёрен песчаные грунты делят на:

Гравелистые;
Крупные;
Средние;
Мелкие;
Пылеватые.

Пылеватые и мелкие пески не могут служить надёжной опорой для фундамента, а особенно если в них есть примесь глины или ила. Вот крупнозернистые пески в меньшей мере подвержены пучению, имеют малую водопоглощаемость, поэтому такие грунты служат отличной основой.

Если грунтовые воды протекают на глубине от 2 метров от уровня промерзания, то уровень заложения фундамента равен примерно 6,5 метрам.

Если уровень грунтовых вод находится на достаточно близком расстоянии от поверхности земли, то фундамент нуждается в дополнительной защите, например, его расширении, использовании свайной конструкции и так далее.

Торфянистая почва

Такая почва не может быть хорошим основанием для фундамента. Это связано с тем, что торфянистые грунты имеют большой процент влажности.

Виды фундамента и его размеры

На практике в большинстве своём применяют два основных типа фундамента – это ленточный, или сплошной и столбчатый. Ленточные фундаменты лучше использовать при неглубоком его заложении, а также в тех случаях, когда стены постройки будут выполнены из тяжелых материалов.

Как правило, в пучащихся грунтах для того, чтобы экономить средства, траншею заполняют сначала песком, затем слоем щебня и слоем гравия. Каждый слой при этом обильно поливается водой и утрамбовывается. Высота такого псевдофундамента не должна превышать половины высоты основного фундамента.

В зависимости от толщины стены можно найти и толщину фундамента. Но стоит отметить, что она не должна быть меньше 35 сантиметров.

Для того, чтобы снизить просадку фундамента путём снижения давления на грунт, его снизу утолщают. Делается это с помощью возведения двух-трёх ступеней.

Высота таких ступеней должна быть в пределах от 30 до 40 сантиметров, а ширина порядка 15-25 сантиметров. Обрез фундамента нужно устроить выше уровня земли.

Бутовые;Обычно в частном строительстве применяют следующие типы ленточного фундамента:

Кирпичные;
Бутобетонные;
Бетонные;
Монолитные;
Сборные.

Для бутовых и бутобетонных ленточных фундаментов толщину выбирают примерно на 10 сантиметров шире, чем стена. Такие фундаменты возводятся из гранита, песчаника, который очень плотный. Уступ по высоте должен иметь не менее 2 рядов кладки.

Для кладки используют составы растворов:

Для маловлажных грунтов применяют цементно-известковый состав, который состоит из 1 части цемента марки не ниже М400, 2,1 частей известкового теста, 15 частей песка;
Для влажных пород применяют те же компоненты, но в соотношении 1к0,7к8;
Для насыщенных грунтов – 1 к 6 без известковой смеси.

Перед укладкой первого ряда на основание заливается раствор толщиной около пяти сантиметров. Потом сверху нужно уложить камни и плотно спрессовать их.

При возведении бутобетонного фундамента заполнительным материалом может быть камень, щебень, кирпич, кирпичный бой и так далее.

В том случае, если стены фундамента полностью вертикальные, а глубина не превышает одного метра, то на дно траншеи кладут уплотнитель, то есть цементный раствор, толщиной порядка пяти сантиметров, на него укладывают один из вышеперечисленных заполнителей.

Если слоёв несколько, то через каждые 15-20 сантиметров их нужно разделять слоем цементного раствора.

В свою очередь каждый слой нужно проливать жидким цементным раствором. Если высота фундамента больше метра или ширина котлована больше ширины самого фундамента, то по его сторонам ставят деревянные щиты, которые служат в роли опалубки. Снимать её можно только после двух недель при жаркой погоде.

Толщину сборных фундаментов определяют сборные элементы, например, блоки. Они могут иметь в толщину 30, 40,50, и 60 сантиметров.

Так как редко, где можно встретить плиты меньшей толщины. При этом расчет толщины плиты фундамента производится на основе данных о стенах, грунте и так далее.Блоки следует укладывать с перевязкой швов по вертикали. Для того, чтобы расширить подошву применяют армированные бетонные плиты. В этом случае минимальная толщина плитного фундамента будет равной 60 сантиметрам.

Вторым типом фундаментов является столбчатые фундаменты. Такой фундамент гораздо экономичнее ленточного. Его можно применять, когда стены здания будут возводиться из относительно лёгких строительных материалов.

Расстояние между столбами не должно превышать 2-2,5 метров. Это касается углов и мест пересечения стен. Когда столбы готовы, то наверх необходимо уложить железобетонные плиты или перемычки.

Такие перемычки называют рандбалками. На них будут располагаться стены постройки. В свою очередь столбы могут возводиться из камня, кирпича, могут быть бутобетонными или бетонными.

По общей классификации их также делят на монолитные и сборные.

Если столбы делают из кирпича, то следует применять только красный, хорошо обожжённый кирпич. Минимальная толщина столбов для фундамента равна 50 сантиметрам.

Однако есть и исключения. Например, если возводится одноэтажный каркасный дом, то можно делать толщину столба равную 38 на 38 сантиметров для углового, и 38 на 25 сантиметров для промежуточного столба.

Минимальная толщина столбов, а соответственно и самого фундамента, которые выполнены из бутового камня составляет порядка 60 сантиметров в обе стороны.

Для того, чтобы выполнить монолитный столб, необходимо сделать опалубку, или специальный котлован. Бетон должен иметь плотность порядка 1,8 тонны на метр кубический, то есть быть очень тяжёлым. Минимальная ширина для такого фундамента равна 40 сантиметрам в обе стороны.

В качестве перекрытия на столбы кладут рандбалки, которые могут выполняться из сборного или монолитного железобетона. Для того, чтобы обеспечить свободную осадку рандбалок при том, что здание даёт общую осадку, а также с целью предохранения от грунтового пучения, под балки насыпают песчаный слой толщиной порядка 25-50 миллиметров.

Расчёт ширины фундамента

Процесс расчёта складывается из нескольких этапов:

На первом этапе следует определиться с типом грунта, как это сделать говорилось немного выше;
Дальше по специальной таблице нужно определить, сколько можно дать нагрузку на один сантиметр квадратный столба, который стоит на разных грунтах.

Нужно его измельчить и определить объём с помощью мерного стакана. Дальше применяют следующие формулы: А=1-Р1/Р; Р1=П/В0;Р=П/В1.

В этих формулах Р и Р1 – объёмный вес земли в естественном и уплотнённом состоянии, П- вес одной единицы объёма грунта, В0 и В1 – объёмы грунта в естественном и уплотнённом состояниях.

И теперь опять по специальной таблице выбираем сопротивление грунта. Например, супеси имеют сопротивление 3 килограмма на сантиметр квадратный с коэффициентом 0,5.

Далее, учитывая несущую способность того грунта, где стоит постройка, можно рассчитать количество столбов, а точнее шаг, с которым они должны устанавливаться. Так же это поможет вычислить и сечение каждого столба.

Например, из таблицы можно взять следующие данные

Деревянные или каркасно-панельные стены, толщина которых равна 15 сантиметров оказывает давление примерно 40 килограмм силы на метр квадратный.

Таким образом, рассчитываем полный вес стен и по другой таблице смотрим нагрузку от перекрытия. Например, цокольное железобетонное перекрытие оказывает нагрузку в 300-500 килограмм силы на метр квадратный фундамента.Один квадратный метр стены, изготовленной из ячеистых блоков плотностью 600 килограмм на метр кубический, оказывает давление примерно в 120 килограмм силы на метр квадратной.

Опять подсчитываем полную нагрузку от всего перекрытия. Затем вычисляем таким же образом нагрузку от крыши. После этого расчёта необходимо все получившиеся массы сложить и получить суммарную массу всего дома, или постройки.

Когда вес найден, то можно прибавить к нему вес отделки и мебели. Дальше просто делим весь вес на количество столбов и получим массу, которая приходится на один столб. После этого делим массу на площадь опоры одного столба.

Например, пусть получилась масса на один столб около 10000 килограмм. Пусть столб имеет квадратное сечение со стороной примерно 1 метр. Тогда его площадь опоры составит 1 умноженное на 1 – 1 квадратный метр, то есть 10000 квадратных сантиметров.

Из этих расчётов не трудно вычислить вес на один квадратный сантиметр грунта под столбом, то есть 10000 разделить на 10000, и получим ровно 1 килограмм на сантиметр квадратный.

Затем смотрим из таблицы в первом пункте, какой несущей способностью обладает тот грунт, на котором стоит постройка. Если она меньше этой цифры, то следует увеличить площадь столба или количество столбов, если же она больше, то значит, все данные фундамента выбраны верно.

При расчётах массы дома допускается не учитывать вес внутренней отделки и мебели, ровно так же, как и людей, находящихся в доме. Это связано не с тем, что этот вес мал, а с тем, что при расчёте массы стен не учитывались проёмы, то есть двери, окна, арки и так далее.