Чтобы ленточный фундамент получился технологически правильным и надежным, необходимо рассчитать все параметры будущей конструкции. Какие главные характеристики есть у основания? Глубина и ширина фундамента. С глубиной все просто, главное правило – бетон должен находиться ниже уровня замерзания. А вот с шириной придется повозиться. Получить этот размер можно только в случае, если на руках есть толщина несущей стены и площадь подошвы основания.
Совет! Ленточный фундамент – это наиболее выгодное решение для частного дома, если сравнить со свайным или столбчатым основанием. Также ленточная конструкция проще в реализации своими силами.
Вы узнаете, какой должна быть ширина основания будущего жилища, как делать расчет и что нужно при этом учитывать. Над цифрами придется подумать, но если вы справитесь, вам не придется нанимать мастеров из строительных бюро.
Содержание
Что влияет на ширину основания?
В этой статье мы разбираем ленточный фундамент, поэтому стоит ознакомиться с параметрами, от которых зависит показатель ширины:
- Толщина несущих стен, возведение которых будет выполнено на ленте основания. Если вы уже знаете, какой будет толщина стен, то показатель ширины основания должен быть минимум на 100 миллиметров больше толщины несущих стен.
- Площадь подошвы основания. Этот параметр высчитывается только тогда, когда известны нагрузки от будущей конструкции. В расчете площади понадобится и ширина основания, в этом случае необходимо брать минимальный показатель, пока истинная толщина не известна.
- Армирование бетона. В основании без прутьев арматуры не обойтись. Расстояние между продольными прутьями арматуры должно быть не менее 250 миллиметров. Все эти показатели можно рассчитать самостоятельно, для этого нужно только формулы и средние знания алгебры.
Важно! Чтобы делать все качественно, начинать нужно с проектирования, независимо от того, какая стройка ведется – коммерческая или частная. Инженера проводят расчеты, отталкиваясь от рыхлости почвы, а также климатических особенностей. К примеру, если грунт рыхлый, то подошва основания расширяется.
Расчет ширины
Когда получены все характеристики, которые нужны для нахождения ширины, можно начинать делать расчет. Важным моментом является глубина основания. К примеру, для двухэтажного дома из кирпича или бетона лента должна быть помещена на глубину 0,3 метра ниже линии промерзания грунта.
Чтобы понять, какой будет дом в будущем, можно воспользоваться 3D-проектированием. Сейчас существуют множество фирм, занимающихся проектированием для строительства.
Что касается деревянного жилища, то в этом случае фундамент помещается ниже 0,4 метра линии промерзания. Если дом будет стоять на благоприятной почве, а в ландшафте нет особенностей, то ширина основания составляет 400 мм.
Пример расчета
C этой таблицей рассчитать ширину подошвы основания будет просто, особенно если у вас используется стандартная конструкция.
Допустим, у нас на руках есть нужные цифры (нагрузки, особенности грунта). Минимальная площадь основания получилась 5 м2, при этом дом будет 6×9. Ширину ленты основания берем за «X». Расчет суммарной площади проводится следующим образом:
2*9*X+2*X(6-2Х)=5
18Х+12X-4X^2=5
Теперь мы можем получить «Х», он равен 0, 17 м. Если Х=0,17 м, то Х2=7,3 м. Нас интересует «Х1» – это и есть минимальная ширина основания. Мы получили примерную цифру. Если известна толщина стен, то показатель может быть более точным. Для примера возьмем дом, где толщина стен будет 300 миллиметров. Вспоминаем правило: ширина фундамента должна быть минимум на 100 мм больше толщины несущих стен. 300+100=400 мм. Полученную цифру делим на минимальный показатель, выглядит это следующим образом:
0,4:0,17*100-100=135%.
Формула расчета площади
В итоге вам нужно получить площадь подошвы основания. Для этого понадобится эта формула:
Использование полученных параметров
Чаще всего проектировщики самостоятельно проводят расчеты ширины, чтобы получить точный показатель. Но перед этим строителям необходимо определить, какой будет объем работ и сколько на это уйдет денег. Для этих целей берется примерная ширина:
- 2-этажный кирпичный дом обычно строится на основании с шириной 650-750 мм;
- 1-этажной постройке хватает ширины 300-650 мм;
- Что касается хозяйственных построек (сарай, баня), то для них показатель находиться в пределах от 250 до 400 мм.
Если планирует делать тяжелый дом на рыхлом грунте, то предварительных расчетов быть не может. Сначала инженера проводят расчеты, а только потом получают данные о том, сколько нужно материалов для строительства. Также профессионалы проводят экспертную оценку конструкции, так как перед началом работ нужно знать несущие способности основания. Расчет должны выполнять профессионалы, так как критическая ошибка может не только разрушить дом, но и повлечь за собой жертвы.
Совет! Сейчас многие строители перешли на «прерывистый» ленточный фундамент. Он идет не сплошной лентой, а отрезками с небольшим расстоянием друг от друга. В итоге давление под подошвой основания увеличивается примерно на 30%. Какой лучше делать фундамент в вашем случае, лучше всего узнать у профессионального строителя.
Чтобы делать конструкцию надежной, нужно проследить за тем, чтобы фундамент не просел под будущими нагрузками. Именно для этого нужно делать анализ почвы. К примеру, если во время заморозков начнется пучения грунта, сооружение может быть вытолкнуто наружу. Ситуация может сложиться полностью наоборот – дом просядет под дополнительным весом от снега. К фундаменту нужно отнестись максимально ответственно, так как переделать его уже не получится.
К началу статьи:
Высота, длина и заглубление мелкозаглубленного ленточного фундамента
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 + Полезный вес мебели и оборудования + Снеговая нагрузка + Ветровая нагрузка |
х 1,3 = | Ширина фундамента х Длина фундамента х Расчетное сопротивление грунта |
Мертвый вес здания — это сумма весов всех строительных элементов конструкции дома. Чтобы расчитать их нужно воспользоваться следующими таблицами:
Таблица №5 Нагрузка от 1 м2 стены зданий
| Материал стен |
кгс/м2 |
|---|---|
|
Деревянные каркасно-панельные, толщиной 150 мм с минераловатным утеплителем |
|
|
Из блоков ячеистого бетона плотностью 500-600 кг/м3 сплошной кладки, толщиной, мм: |
100-120 |
|
Из опилкобетона, толщиной 350 мм |
|
|
Из керамзитобетона, толщиной 350 мм |
|
|
Из шлакобетона, толщиной 400 мм |
|
|
Из эффективного кирпича, толщиной, мм: |
500-600 |
|
Из полнотелого кирпича сплошной кладки, толщиной, мм: |
450-500 |
Таблица №6 Нагрузка от 1 м2 перекрытий пролетом до 4, 5 м
| Тип перекрытия |
кгс/м2 |
|---|---|
|
Чердачное по деревянным балкам, плотностью, кг/м3, не более: |
|
|
Цокольное по деревянным балкам, плотностью, кг/м3, не более: |
|
|
Цокольное железобетонное |
Таблица №7 Таблица количества бруса в м3 пиломатериалов Таблица №8 Таблица количества досок в кубическом метре пиломатериалов Таблица №9 Таблица значений веса кровельных покрытий
| Вид кровельного материала |
Вес 1 м2 (кг) |
|---|---|
|
Рулонная битумно-полимерная кровля |
|
|
Битумно-полимерная мягкая черепица |
|
|
Ондулин |
|
|
Металлочерепица |
|
|
Профлист, Оцинкованная сталь, Фальцевая кровля |
|
|
Цементно-песчаная черепица |
|
|
Керамическая черепица |
|
|
Шифер |
|
|
Сланцевая кровля |
|
|
Медь |
|
|
Зеленая кровля |
Таблица №11 Нагрузка от 1 м2 горизонтальной проекции кровли
| Тип кровли |
кгс/м2 |
|---|---|
|
Покрытие рубероидом в 2 слоя |
|
|
Керамическая черепица при уклоне 45° |
|
|
Кровельная сталь при уклоне 27 ° |
|
|
Асбестоцементные листы при уклоне 30° |
Читать дальше про расчет полезной, снеговой и ветровой нагрузки для расчета ширины монолитного мелкозаглубленного ленточного фундамента Вернуться к началу статьи
Газобетон считается достаточно лёгким материалом, если сравнивать такие изделия с обычным керамическим кирпичом, поэтому для него необходим менее массивный фундамент. Выбор основания будет зависеть от глубины промерзания почвы, уровня поверхностных вод, а также состава грунта. На практике под стены из газобетона применяют несколько типов фундаментов: ленточный глубокого заложения (при наличии подвала), мелкозаглубленный монолитный ленточный фундамент, свайное основание, монолитная плита (используется при высоком уровне грунтовых вод, а также наличии на участке пучинистых грунтов) и столбчатый фундамент.
Рассмотрим ленточный тип основания, так как он считается одним из самых распространённых. При наличии сухой почвы и значительной глубине залегания грунтовых вод под дом из газобетона можно устраивать мелкозаглублённый ленточный фундамент, его ширина зависит от толщины стены. Если стандартный газоблок стандартного размера 60×30×20 сантиметров укладывают плашмя (стена – 30 сантиметров, основание должно иметь ширину около 40 сантиметров, а когда блок ставят на ребро – 30 сантиметров). В случае, когда предполагается обшивка дома с помощью облицовочного кирпича, для определения размера фундамента к толщине стены из газоблока нужно добавить 12 сантиметров на ширину керамического изделия и 3-5 сантиметров на воздушную прослойку.
При использовании мелкозаглубленного ленточного фундамента, глубина траншеи не должна превышать 60-ти сантиметров. Канаву вырывают по периметру несущих стен, после чего укладывают на дно слой песка толщиной 15-20 сантиметров. После уплотнения подсыпочного слоя укладывают гидроизоляцию и приступают к возведению опалубки.
Опалубка для ленточного фундамента должна монтироваться из фанеры или деревянных досок, причём верхняя часть основания здания должна возвышаться над уровнем земли примерно на 30 сантиметров. Следует заметить, что контроль ширины фундамента должен осуществляться по внешним сторонам опалубки. Чтобы предотвратить устройство толстого растворного слоя на первом ряду газоблоков, верхнюю часть опалубки выставляют строго по уровню и закрепляют при помощи деревянных клиньев и распорок.
На завершающем этапе работ делают металлический сварной каркас, а затем заливают траншею бетонной смесью, постоянно уплотняя её. Для этой цели можно использовать электрический вибратор или деревянную палку.
Схема с указанием необходимых для расчета величин фундамента
Любой фундамент, независимо от типа и устройства, характеризуется такими параметрами, как глубина заложения и ширина несущих конструкций. Многие застройщики принимают за ширину фундамента толщину несущих стен дома, но не всегда этот расчет бывает правильным. Также на глаз вычисляют глубину залегания подошвы, учитывая личный опыт и минимальные знания в этой области, но делать этого не стоит.
На самом деле, размеры ленточного основания зависят от многих факторов, тут длина ленты не принимается во внимание, ведь это размеры будущего дома. А вот ширина ленточного фундамента и глубина залегания рассчитывается отдельно, и делать это нужно для каждого здания индивидуально.
Важные параметры для определения размеров основания
Таблица с калькуляцией удельного веса элементов конструкций для расчета толщины и глубины основания
- Конструкция будущего здания, а также строительные материалы, которые будут использоваться при возведении сооружения.
- Масса всех строительных конструкций, с учетом веса несущих стен, перекрытий и крыши.
- Внешних климатических факторов, таких как длительность и снежность зимы, налипание мокрого снега, продолжительность ливней.
- Типа и устройства грунта.
Четких нормативов, где есть все необходимые формулы для расчета максимально допустимых размеров дома, не существует. Есть эмпирические расчеты, по которым затем и строится ленточный фундамент, а габаритные размеры сооружения предоставит архитектурная служба.
Определение типа грунта
Расчет ширины и глубины фундамента в зависимости от промерзания грунта
От типа грунта зависит не только глубина устройства основания, но и ширина несущей подошвы. Так как существует фактор пучения почвы в зимний период, а это свойство грунта может привести к непоправимым разрушениям фундамента и дома.
Определить тип грунта можно не только с помощью специалистов, но и кустарными способами. Для этого достаточно взять землю и смочить ее водой, а затем согнуть в кольцо. Глина сохранит свою структуру. Суглинок рассыпается на несколько частей, а песчаный грунт сразу рассыплется в порошок. Так можно определить структуру почвы. Песчаный грунт с фракцией 1,5 мм отлично выдерживает большие нагрузки, он оптимален для возведения ленточных фундаментов и не содержит много влаги.
Затем, нужно определить глубину залегания грунтовых вод. Для этого можно подойти к ближайшему колодцу и замерять глубину водного пласта, это должна быть максимальная высота залегания грунтового горизонта. С помощью небольших математических расчетов будет рассчитана глубина водоносного пласта.
Можно и не делать анализ состава почвы самостоятельно. Достаточно обратиться в геодезическую службу. Она даст полную карту состава почвы с учетом даже глубины промерзания почвы, а этот параметр для выбора глубины залегания подошвы будет считаться ключевым.
Как посчитать глубину и ширину основания
Таблица с рекомендуемой глубининой ленточного фундамента в зависимости от грунта
Как только будут четко определен состав почвы и глубина залегания грунтовых вод, можно приступать к расчету размеров основания. Если постройка достаточно массивная, высокая и имеет несколько этажей, тогда глубина погружения основания должна быть большой, вплоть до границы промерзания почвы.
Застройщики, которые имеют финансовые возможности, стараются фундамент углубить еще ниже, обеспечивая таким образом фундаменту большую прочность и надежность. Высота над нулевым уровнем должна составлять до 30 см, иногда – больше, для обустройства цоколя и отмостки.
Итак, минимальная глубина ленточного основания для массивных зданий должна быть ГПГ + 60 см. ГПГ – глубина промерзания почвы. Это табличное значение, отличается для каждого региона и состава почвы. Для легких построек достаточно обустроить фундамент на глубине границы промерзания или ниже до 50 см. В таких случаях считается, что за счет массы сооружения и ленты самого основания почва будет равномерно растекаться под подошвой, и вспучивание грунта должно быть минимальным.
Стандартная толщина полосы составляет 40 см, ее можно увеличивать по мере необходимости, но она не должна быть меньше толщины несущих стен здания.
Расчет площади подошвы фундамента
Таблица с расчетом минимальной подошвы и ширины ленточного основания
Площадь подошвы отвечает за равномерное распределение массы всего сооружения вместе с основанием на грунт. Поэтому далеко не всегда она будет отвечать ширине ленты, в большинстве случаев она больше. Более того, подошва также отвечает за такие функции:
- Равномерное распределение массы здания.
- Препятствует локальному пучению грунта из-за сейсмических толчков или воздействия глубинных грунтовых пластов.
- Укрепляет своей массой слабые почвы и прижимает их к прочным грунтам.
- Обеспечивает равномерность устройства самого здания по горизонтальной плоскости.
Рассчитывается площадь подошвы по формуле:
S = k(n)*F/k(c)*R
где:
- k(n) – коэффициент надежности, принимается за 1,2. Этот коэффициент означает, что уже изначально площадь подошвы будет больше расчетной на 20%;
- F – Расчетная нагрузка на основание. Она состоит из: массы здания, нагрузок от грунта, массы фундамента;
- k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены, до 1,4 для крупного песка и не жестких конструкций;
- R – расчетное сопротивление грунта (это табличные данные). Найти их можно в справочниках для всех типов грунтов.
Фактически все параметры справочные, поэтому останется только рассчитать нагрузку от самого здания.
Расчет нагрузки от здания
Таблица с расчетом ширины ленточного основания в зависимости от материала конструкции (для дома из пеноблоков и кирпича, дома из бруса) в средней полосе
Этот параметр рассчитывается методом суммирования всех нагрузок, которые создает здание на основание:
- Массы несущих стен и перекрытий (тут рассчитывается необходимое для возведения количество строительных материалов и их суммарный вес).
- Массы крыши с покрытием.
- Массы снегового шара, который может закрепиться на крыше и давить своей массой передавая нагрузку на несущие стены и основание.
- Вес всей мебели, техники и проложенных коммуникаций (этот показатель незначительный, им часто пренебрегают или задают коэффициент 1,1).
- Вес самого фундамента. Вот тут уже возникает трудность в расчетах, ведь площадь подошвы также влияет на массу основания. Поэтому принимается ширина полосы 40 см, зная по проекту длину здания, плотность бетона (2400), все это умножается и получается вес фундамента.
Расчетная высота фундамента
Расчетная глубина, ширина и высота ленточного основания для дома из пеноблоков, кирпича или бруса в средней полосе
Высота такого основания должна быть достаточно большой, чтобы выдерживать горизонтальные грунтовые подвижки и воздействие грунтовых вод. Высоту ленточного фундамента, зная глубину промерзания грунта, также не составит труда посчитать. Но при начале строительства фундамента, высота будет совсем иной, и вот почему. Она состоит из следующих слоев:
- Сначала нужно делать на дне траншеи песчано-гравийную подушку, на которой будет лежать сам фундамент. Толщина слоя варьируется в пределах 25 − 40 см (в зависимости от типа грунта), а это уже дополнительная высота конструкции.
- Глубина промерзания почвы (справочные данные).
- Также нужно делать цоколь в пределах до 30 см, иногда больше, что зависит от типа грунта и дизайнерских решений.
Теперь, когда есть все необходимые параметры будущего ленточного фундамента, посчитать необходимое количество арматуры и бетонного раствора для его обустройства несложно. Если провести заливку строго по технологии, тогда основание прослужит максимально возможный срок.