Правила и способы расчета фундамента

Постройка дома или иного сооружения начинается с фундамента, который распределяет все нагрузки вышестоящих конструкций: стен, крыши и т.д. От качества основания зависит срок эксплуатации здания, а главное — безопасность людей, находящихся в нем. 

Несмотря на особую значимость в строительстве, рассчитать фундамент можно самостоятельно и даже онлайн. В статье разбираем правила и способы расчета фундамента.

В статье рассказывается:

Критерии выбора фундамента

Чтобы определиться с типом основания и тем, сколько нужно ресурсов, оцените следующие критерии:

• Почва

Грунты делятся на скальные, крупнообломочные (валунные, щебенистые и гравийные), глинистые и песчаные. Каждый обладает набором свойств, среди которых особенно важна несущая способность. 

Самые оптимальные – скальные грунты. Они прочны и устойчивы к проседанию, не требуют заглубления. В то же время такие грунты встречаются преимущественно в горной местности, а не на равнинах.

Для валунных, щебенистых и гравийных грунтов применяют заливку ленточного основания глубиной до полуметра, поскольку их также отличает высокий уровень прочности. Песчаные грунты хорошо подходят для блочных и ленточных оснований глубиной в районе одного метра. 

Из наименее подходящих для строительства поверхностей отметим глинистые почвы. Они набухают за счет воды, что может привести к деформации основания дома.

• Грунтовые воды

Если их уровень высокий, то это может сопровождаться подтоплениями, плесенью, грибками и запахом сырости. Чтобы противодействовать этому, нужно проводить осушение участка, заниматься строительством дренажных канав, сделать гидроизоляцию подвала. А типы оснований должны быть с максимальным распределением по площади, в их числе – свайный, из монолитной плитки, ленточный, если сделать предварительно песчано-гравийную подушку.

• Климатические факторы

Наличие паводков, сезонных дождей, таяния снегов может создать пучинистость грунтов. Последняя предполагает удержание влаги и вспучивание при минусовых температурах. 

Среди мер по борьбе с морозным пучением можно выделить дренаж, снижение уровня грунтовых вод, подъем участка с помощью отсыпки грунта. Необходимо понимать глубину, на которую промерзает грунт. Если основание будет заложено ниже этого уровня, то вы убережете его от разрушения.

Выбор типа фундамента

Основания делятся на типы по конструктивным особенностям и способу возведения. Обратим внимание, что совсем не обязательно придерживаться конкретного типа фундамента, возможны их комбинации. 

Ленточный

Это железобетонная полоса, залитая под стены здания. Она проходит под всеми стенами здания, за счет чего оказывает равное давление на грунт. Востребован для частного строительства домов и иных сооружений, включая бани, сараи и проч.

Весомый аргумент в пользу ленточного основания — использование его стенок в качестве подвального помещения для хранения отдельных продуктов, например, картошки и солений.

По стоимости этот вид основания обходится относительно недорого, выдерживает большие нагрузки. С учетом грунтовых вод основание бывает мелкозаглубленным и заглубленным.

Если требуется уровень заглубления более двух метров, то стоит отказаться от данного типа основания. Есть более удачные альтернативы.

Свайный

Из названия понятно, что в основе свайного фундамента лежат многочисленные сваи, создающие каркас для распределения нагрузки по конструкции. Сваи подходят для сложной рельефной местности, поскольку они не только закрепляют дом или иное сооружение, но и саму почву, снижая риски подвижек и оползней.

Данный тип фундамента характерен для домов с легкой конструкцией, где нет подвального помещения. Сваи или вбиваются, или ввинчиваются, или используется метод заливки. Наиболее распространены винтовые сваи.

Свайное основание привлекательно благодаря низкой стоимости и минимальным временным затратам.

Свайно-ростверковый

Свайно-ростверковое основание сочетает одновременное использование свай и железобетонных плиток (ростверка). Применяют в местах, где использование простого ленточного фундамента невыгодно с экономической точки зрения — в случаях, если здание легкое. Распространен данный тип фундамента при строительстве из легких типов бетона и кирпича.

Плитный

Это монолитная железобетонная плита. Ее можно залить самостоятельно с использованием арматуры или заказать на заводе. Чаще используют в случае высокого уровня грунтовых вод, на сыпучих грунтах или глине, при большой глубине промерзания. 

По стоимости существенно дороже за счет большего объема работ и затрат на бетон, в то же время он эффективен и долговечен. Выдерживает полноценные кирпичные или каменные здания.

Столбчатый

Используется для зданий из легких материалов. В местах повышенной нагрузки, к примеру, где пересечение стен, устанавливаются столбы, которые соединяются металлическими или деревянными балками.

Столбчатый фундамент экономичен, защищает дом от плесени и преждевременного разрушения древесины. В то же время противостоять подвижкам грунта или вспучиванию он не сможет.

Расчет площади подошвы фундамента

Востребован для большинства типов оснований, исключение — плитный фундамент, поскольку здесь можно заложить плиту под всей площадью строения. Чтобы понять, сколько квадратных сантиметров составляет подошва фундамента, используют формулу:

S = Yn х F/ Yc х Ro, где

S – площадь подошвы фундамента (см2);

F – расчетная нагрузка на основание;

Ro – расчетное сопротивление грунта;

Yn – коэффициент надежности, установим как фиксированную величину 1,2;

Yc – коэффициент условий работы, варьирующийся в зависимости от грунта:

• 1,0 – глина пластичная, здание с каменными стенами;

• 1,1 – глина пластичная, здание с деревянными или каркасными стенами, или длинное здание с каменными стенами;

• 1,2 – глина слабопластичная, пески маловлажные, крупный песок, строения жесткие длинные;

• 1,3 – пески мелкие, сооружения любой жесткости;

• 1,4 – крупный песок, сооружения нежесткие и жесткие длинные. 

Каждый вид грунтовой поверхности предполагает свой уровень сопротивления нагрузкам. Чем больше глубина почвы, тем выше уровень сопротивления. Также многое зависит от уровня грунтовых вод: если грунт влажный, то он хуже сопротивляется нагрузкам.  

 

 

Также важно оценить нагрузку от конструкции, которая возводится. Она включает:

• суммарную нагрузку от сооружения, включая основание;

• массу объектов, планируемых к размещению внутри здания (к примеру, мебель);

• снежный покров: зимой вес на квадратный метр кровли варьируется от 50 до 190 кг.

Средний удельный вес кровли, кг/м²

 

Кровля из шифера	45
Перекрытия из рубероида	40
Материал кровли: гончарная черепица	70
Материал кровли: листовая сталь	25

Средний удельный вес толщины стены 15 см, кг/м²

 

Железобетон	325
Стены из кирпича	235
Бревна и брус	85
Каркасные стены	40

Средний удельный вес перекрытий, кг/м²

 

Железобетон	500
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3	250
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м3	125
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3	175
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м3	85

Пример расчета

Строится одноэтажный кирпичный дом 10*10 с массой 140 000 кг. Коэффициент условий работы составит 1. 

Расчетное сопротивление по грунту – 5 кг/см², поскольку это гравий с заполнителем. Коэффициент надежности является фиксированной величиной. 

Подставляем наши значения и получаем:

S = 1.2 х 140 000 / 1 х 5 = 28 000 см² = 2,8 м²

Данный параметр поможет в определении ширины ленточного фундамента. В случае с нашим домом получаются четыре стены общей длиной 40 метров, еще одна стена будет несущей, это еще 10 метров. Итого: 50 метров длины. Ширина составит 2,8/50 или 0,056 м².

Что нужно рассчитать: пошаговая инструкция

Чтобы корректно рассчитать основание, нужно определить две стадии: текущие нагрузки и несущую способность залегающего грунта. С помощью такого соотнесения вы сможете понять, какой должна быть ширина ленты. 

Расчет площади подошвы не влияет на технологию строительства и работает как с монолитными, так и со сборными видами оснований.

Сбор нагрузок

Необходимо определить параметры помещения: начертить его план, задать высоту цокольного возвышения, определиться с материалами, их толщиной. Каждый из материалов имеет свой разный удельный вес, параметры определяются в кг/м².

К примеру, кровля из металлочерепицы будет весить примерно 30 кг на квадратный метр.

Чтобы рассчитать вес, необходимо определиться с материалом и размерами стен, включая мансарду, перегородки, перекрытия, крышу, а также полезную нагрузку (что будет находиться внутри дома). 

Ветровую нагрузку учитывать необязательно, а вот снеговую стоит учесть. 

Предположим, это южная местность, а значит она будет составлять 50 кг/м². Однако нужно учитывать коэффициент надежности — вы берете величину с запасом, чтобы исключить риски. Если заложить его на уровне 1.20, то получится 60 кг на 1м².

Высота фундамента

Важно определить глубину заложения (высоту) основания. Также нужно знать нормативную глубину промерзания грунта по разным городам. Она учитывается в зависимости от типа почвы. К примеру, в Москве параметр варьируется от 1.35 до 2 м.

Подошва основания должна быть ниже на 20-30 сантиметров уровня промерзания.

При определении высоты фундамента нужно учитывать уровень грунтовых вод. Если вода находится более чем на 2 м ниже глубины промерзания почвы, основание закапывают на 0.6 и глубже, без песчаной подушки. 

От двух метров и до глубины промерзания — ленту закладывают на глубину от 0.6 м с песчано-гравийной подушкой. Если вода выше глубины промерзания, то основание с подушкой должно быть на 10-30 см глубже глубины промерзания.

Вес ленты

Нужно учитывать вес самого основания. В случае с ленточным это будет вес ленты. Здесь учитывается вес фундаментных блоков стен и цоколя из кирпича. В некоторых ситуациях нужно учитывать вес грунта, если подошва фундамента расширяется.

Этот параметр можно определить исходя из ширины фундаментной подошвы за вычетом размера ленты, суммарный выступ составит 0.2 м. Также здесь нужно учесть вес.

Несущая способность основы

Понять ее удастся либо с помощью инженерно-геологических изысканий, либо с помощью справочников, где содержится информация для наиболее распространенных грунтов. На щебень или гравий сопротивление грунтов будет максимальным, у пластичных глин — минимальным.

Также нужно учитывать, что грунт должен быть однородным. Должны отсутствовать «линзы», из-за которых грунт является слабым.

Расчет нагрузки на грунт

Важно оценить, не будет ли дом слишком большим по весу для грунта. Это определяется из массы строения и самого фундамента. 

У каждого типа почвы есть своя нагрузка на квадратный метр. Она определяется путем деления веса здания и основания на площадь подошвы основания.

Нагрузку снижают через увеличение числа столбов для столбового фундамента. Или в ленточном фундаменте можно сделать трапецию с расширением книзу.

Расчет количества арматуры для ленточного фундамента

По ленточным фундаментам используют два армирующих пояса и арматуру толщиной до 12 мм. Продольные прутья нагружаются больше, чем вертикальные и поперечные. Устанавливают прутья не реже, чем через 40 см и не менее двух прутьев. На каждые 50 см требуется по два поперечных прутка. Итоговое число зависит от длины ленты.

Конструкция собирается с вязальной проволокой, которую используют по 30 см на одну скрутку.

С бетоном все проще. Его количество равняется объему фундамента в кубах. Если это прямоугольник, то для определения числа кубов перемножаются ширина, длина и высота.

Вся информация о ценах, партнерах и тарифах актуальна на момент публикации статьи. 
Действующие магазины-партнеры Халвы