Строительство любого здания начинается с обустройства фундамента. Эта часть строения является самой главной, потому что именно на нее распределяется нагрузка всего веса дома. Определение типа и конструкционных размеров фундамента является главной задачей при проектировании.
Содержание
Основные моменты
Наиболее распространенными типами фундаментов для индивидуального строительства являются:
- Столбчатый базис представляет собой заглубленные монолитные или кирпичные столбы, расположенные под несущими стенами в местах их пересечения. Преимуществом такого фундамента является его относительно низкая стоимость, необязательный монтаж гидроизоляции, высокая надежность. Недостатком конструкции можно назвать тот факт, что он применим только для легких домов, сделанных из дерева. Для мощных кирпичных или шлакоблочных домов его применять нельзя. Устройство столбчатого фундамента делают из бетона или кирпича. Между столбами, как правило, сооружают легкую стену, углубленную на 0,15-0,20 м, которая называется «забирка».
- Монолитный фундамент – самый дорогой и прочный тип основания. Представляет он собой монолитную плиту из железобетона, которая располагается по всей площади постройки. Это самый идеальный вариант при строительстве на смещающихся, сильно сжимаемых и пучинистых грунтах. На таком фундаменте можно строить любой тип дома: кирпичный, брусовый, или шлакоблочный. Однако, за счет высоких затрат на земляные работы и приобретение материала, его целесообразно применять только для небольших построек, где он будет выступать в качестве пола.
- Ленточный фундамент. Это самый распространенный вид фундамента, применяемый в индивидуальном строительстве. Представляет он собой бетонную ленту по всему периметру здания и под несущими внутренними стенами. Для его устройства применяют бетонную отливку или готовые бетонные блоки. Такую конструкцию применяют для любого типа строения. В отличии от первых типов, ленточный фундамент дает возможность строительства подвала.
Устройство фундамента – дело очень трудное, и без специальных знаний произвести его практически невозможно. О том, как провести расчет ленточного фундамента для дома и материалов на его изготовление – далее.
Определение типа грунта
Первым делом при расчете ленточного фундамента под дом необходимо провести анализ грунтов. Именно от этого зависит величина заглубления фундамента. Сделать это можно довольно просто. Через каждые 2-3 метра необходимо сделать несколько глубоких ям, через срез стенок которых можно судить о состоянии и виде грунта. На некоторых участках на расстоянии нескольких метров состав грунта может быть разный.
В зависимости от типа грунта и расстояния от планировочной отметки до залегания грунтовых вод в период промерзания можно рассчитать глубину фундамента для 1-но и 2-х этажных зданий.
- Для скальных и полускальных пород глубина фундамента может быть любой, независимо от расстояния от планировочной отметки до грунтовых вод.
- Для крупнообломочных грунтов, гравелистых песков, крупных и средних глубина монтажа фундамента может быть любой, но не менее 0,5 м. вне зависимости от расстояния до грунтовых вод.
- Для пучинистых глинистых грунтов, песков и суглинков глубина траншеи фундамента должна быть не менее 0,7 м.
Расчет ленточного фундамента под дом. Вес здания
Вес конструкции является одной из главных величин для расчета ленточного фундамента.
Для определения веса конструкции берутся во внимание не только стены и элементы крыши, а и окна, самые массивные предметы мебели, двери, подвесные потолочные конструкции, металлоконструкции гипсокартонных перегородок, сам гипсокартон, внешние элементы фасада (утеплитель, покрытие). Естественно, считать до килограмма вес дома не стоит, просто лучше сделать фундамент с запасом.
Расчет конструкции стен производят по массе материала, который будет израсходован при их укладке. Здесь не обойтись без элементарных навыков черчения. Необходимо сделать эскиз дома, максимально приближенный к реальному. Объем внешних стен и межкомнатных перегородок вычисляется исходя из их площади и толщины. При вычислении площади необходимо вычесть оконные и дверные проемы. Далее умножаем полученную величину на толщину стены или перегородки и получаем ее объем. Зная плотность (удельный вес) материала, а ее можно взять из справочных таблиц СНиП II-3-79, можно вычислить вес основной конструкции.
При использовании блоков для строительства, а также стандартных конструкционных элементов (плиты перекрытия, балки), можно просчитать их количество и умножить на нормативный вес.
Расчет веса крыши проводится как сумма ее стропильной системы и материала перекрытия. Если с кровельным материалом все более или менее понятно, что стропильную систему обязательно нужно перевести в кубические метры. Затем, исходя из плотности дерева, рассчитывается его вес.
Особое внимание стоит уделить расчета веса снегового покрытия. Так как при даже средней площади кровли количество выпавшего снега будет давать существенную нагрузку на фундамент.
Расчетный вес снежного покрова зависит от двух показателей:
- Нормативного выпадения осадков (кг/м2), величину которого можно узнать по карте районирования по расчетному весу снежного покрова.
- Поправочного коэффициента, который зависит от угла наклона и типа крыши (односкатная, двускатная). При значении угла до 25° поправочный коэффициент равен 1, при значении 60° и более – 0. Если угол наклона крыши равен промежуточному значению, он экстраполируется.
Например, вы собрались строить гараж с односкатной крышей, угол наклона которой составляет 30°. Площадь кровли составляет 36 м2, а сооружение планируется в Белгородской области. Для данного региона нормативная снеговая нагрузка составляет 120 кг/м2. Исходя из угла наклона, вычисляем поправочный коэффициент:
- µ = 1-1/(60-25) *(α-25),
где:
- α – угол наклона крыши.
В описываемом случае коэффициент будет равен:
- µ = 1-(1/(60-25) *(30-25)) = 0,857
Соответственно, умножив его на нормативную снеговую нагрузку и площадь кровли, получим вес снежного покрова.
- 120*0,857*36=3702,24 кг, или 3,7 тонн
Эта величина будет дополнительно учитываться к весу здания при расчете нагрузки на фундамент и на грунт.
Расчет полезной нагрузки дома (это все предметы, которые будут внутри: мебель конструкции лестничных маршей и т.д.) производится с запасом. Как правило, эта величина составляет 180 кг/м2 всего дома.
Расчет давления на грунт под подошвой
Рассчитав вес здания с учетом конструкционных элементов, веса снежного покрова, и полезной нагрузки, можно вычислить давление, которое будет испытывать грунт под подошвой фундамента. Для этого весь вес здания необходимо разделить на площадь подошвы и получим давление здания с фундаментом на грунт P (тн/м2).
Ленточный фундамент. Расчет ширины подошвы
Каждый тип грунта может выдержать определенное давление без усадки. Такой показатель называется расчетным сопротивлением грунта R (тн/м2). Для того чтобы фундамент служил долго и без проблем, должно четко выполняться условие: P < R, или давление здания на грунт должно быть меньше сопротивления грунта. При выполнении этого условия можно утверждать, что расчет выполнен правильно. Показатели сопротивления грунтов можно найти в нормативной документации. Для наиболее часто встречающихся грунтов величины этого показателя следующие:
- Суглинки – 10-30 тн/м2.
- Супеси – 30-20 тн/м2.
- Песок крупный – 50-60 тн/м2.
- Гравий – 35-50 тн/м2.
- Галька – 40-60 тн/м2.
Как правило, при расчетах фундамента здания величину P закладывают на 15-20%% меньше чем величина R.
Если давление на грунт больше его расчетного сопротивления, проект фундамента необходимо переделать в сторону расширения площади основы. Однако, стоит учитывать, что при увеличении площади опоры вес фундамента увеличится.
Расчет материала ленточного фундамента
После того как рассчитана конфигурация ленточного фундамента, необходимо вычислить количество материала для его приготовления.
Для заливки монолитного ленточного фундамента используют:
- Бетон марки 400.
- Арматурный прокат.
- Дерево для опалубки.
Расчет бетона на ленточный фундамент и его компонентов довольно прост: достаточно просчитать объем фундамента (длина х высоту х ширину), и знать соотношение компонентов (цемент, песок, щебень) в определенной марке бетона. Для марки 400 используют следующие пропорции — 1/3,7/1,9. На 1 м3 бетона расход цемента будет примерно 300 кг.
Количество опалубки считают в зависимости от используемой доски. Необходимо просто разделить высоту фундамента на ширину доски и длину его периметра на длину доски. Затем две найденные величины перемножить и получить количество досок. Пиломатериалы, правда, считаются в кубометрах. Поэтому исходя из размеров досок, необходимо посчитать их объем. Примерно в одном кубометре 20 шестиметровых досок толщиной 40 мм и шириной 150 мм.
Для армирования фундамента используют пруты арматурного проката. Для небольших построек на пучинистых грунтах достаточно арматуры ø8 мм. Для частных домов, как правило, используют арматуру ø10-12 мм, реже ø14 мм.
Основную нагрузку берут на себя продольные пруты, в то время как поперечины используются только для сооружения каркаса. Расстояние между продольными прутьями не должно превышать 30 см. Для защиты от коррозии арматура должна быть помещена внутрь бетона на глубину не менее 10 см.
Допустим, ширина фундамента = 0,5 м, длина по периметру – 100 м, высота – 0,6 м. Тогда необходимо будет уложить 6 рядов арматуры (два продольных ряда по три прута). Умножаем эту цифру на 100 и получаем 600 метров или 100 прутов арматуры ø10 мм.
Для поперечных рядов можно использовать круглый прокат ø8 мм. Устанавливается он с шагом 50 см. То есть для вышеуказанного фундамента необходимо: 100/0,5Х0,6Х2 = 60 метров круга или 10 шестиметровых прутков. Расчет стоимости ленточного фундамента производится исходя из цены материала и его количества. Для оценки трудозатрат можно просто удвоить стоимость материалов.
