Определение размеров подошвы фундамента под дом

Расчет фундамента

Высота и толщина фундамента для двухэтажного дома – это основные параметры, которые необходимо знать для того, чтобы вычислить несущую способность системы.

При этом значение может изменяться при повышении уровня грунтовых вод. Если Вы планируете строить дом в болотистой местности, то нужно рассчитать также уровень высоты стоков

Это важно не только для уровня заглубленности, но и для расчета ширины. Если при подъеме грунтовых вод, глубина предполагаемого основания становится меньшей, чем ширина, то значения изменяются в большую сторону:

Многие строители рекомендуют делать размеры фундамента двухэтажного дома на 100 мм больше, чем предполагаемая толщина стен. Это поможет увеличить несущую способность, тем самым продлевая срок службы здания.

Толщина фундаментной ленты зависит от уровня промерзаний грунта, нужно понимать, что этот показатель и глубина опоры – это одно и тоже. Чтобы правильно рассчитать данный показатель, Вам нужно узнать уровень промерзания грунтов в своей местности. По Российской Федерации уровень промерзания варьируется между 1 метром и 1,8. При этом в средней полосе нужно придерживаться показателей 1,5 – они оптимальны. Более точные значения Вы сможете узнать в любом геологическом бюро своего региона.

Если дом планируется с подвалом, то также обязательно уточните уровень грунтовых вод. В некоторых городах он настолько высок, что не спасает даже дренаж. Но даже эти показатели не являются завершающими. Помимо внутренних параметров, Вам также нужно рассчитать высоту фундамента над землей. Это значение зависит от строительных материалов дома и несущей системы. Например, для опоры из газобетона и пенобетона это значение равняется 300 мм, для обычного раствора из бетона – 200 мм.

Фото — примерный расчет фундамента для двухэтажного дома

При этом монолитная плита должна быть меньших размеров. В большинстве случаев для заливного фундамента из цемента достаточно высоты более 150 мм над уровнем земли, а ширина подошвы берется с показателями на 50 мм шире стены двухэтажного дома.

Факторы, определяющие тип и размеры фундамента

Окончательный выбор в пользу того или иного вида опорной конструкции делают после анализа совокупности факторов, внимания заслуживают следующие моменты:

• Сведения о геологическом состоянии участка. Сюда входит склонность грунта к пучению, УГВ, глубина промерзания и другие характеристики участка.
• Характеристика строительных материалов , из которых планируется возвести двухэтажный дом. Например, масса двухэтажного дома из пеноблоков несравненно меньше аналогичной постройки из кирпича. Имеет значение тип перекрытия, конструкция кровли, вид отделочных материалов.
• Наличие дополнительных нагрузок. Здесь учитывается вес планируемого оборудования, мебели, масса снежного покрова на кровле.
• Возможности финансирования.

Помимо всех перечисленных показателей учитывается предполагаемое давление фундамента, которое он будет оказывать на почву. Полученные данные сравниваются с нормативами, разработанными для различных типов грунта, и делается выбор в пользу оптимального варианта. Как правило, ленточный фундамент двухэтажного дома кирпича является наиболее приемлемым решением.

Для расчета несущей способности ленточного основания требуется определить высоту и толщину конструкции. При показателях промерзания грунта в различных регионах от 1,0 до 1,8 м, средняя глубина залегания составляет 1,5 м. Произвести вычисления помогут сведения, указанные в СНиПах и данные геологического бюро конкретного района.

Как рассчитать?

При расчетах пользуются формулой S>γn F/γc R0. Значения следующие:

1. γn – значение коэффициента надежности, равняется 1,2.

2. F – нагрузка на фундамент, которую получают, складывая вес конструкций, мебели, техники и другой обстановки, проживающих в доме людей, снеговую нагрузку и так далее.
3. γc – значение коэффициента условий эксплуатации, подбирается исходя из типа грунта, указывается в расчетных таблицах СНиП (песок – 1,4, глина – 1).
4. R0 – табличное значение условного сопротивления грунта, находится в приложениях к СНиП.

По этой формуле находят общую величину площади лента. Это значение делят на общую длину основания, с учетом участков под внутренние стены и другие участки, если они есть. В результате получают минимальное значение ширины ленты, которое рекомендуется увеличить на 15% или более.

Глубина размещения

Как плавило, плиточная основа будущего дома закладывает на небольшой глубине. Если строительство не предполагает создания подвала или подземного этажа, плиту нужно заливать вровень с поверхностью земли.

При создании подвала или подземного этажа, глубина размещения плиты определяется размерами этого помещения и его высотой.

Глубина котлована определяется самостоятельно и выполняется достаточно просто. Для этого потребуется самостоятельно подсчитать количество слоев:

1. Слой геотекстиля, размещаемый первым ярусом при проведении строительства на илистых грунтах, в ином случае такой слой не требуется.
2. Песчаная подушка.
3. Слой бетонного основания, формирующий ровную поверхность для укладки геотектиля, может не укладываться в случае, когда выполняется строительство небольших по площади жилых домов.
4. Слой гидроизоляции в два слоя, поперек и вдоль.

Все расчеты лучше всего произвести перед началом проведения строительства. Это упростит успешное выполнение всех этапов дальнейших работ.

Формирование фундамента.

Для того, чтобы самостоятельно сделать монолитный фундамент надо сначала вырыть котлован глубиной не менее 60 см. Затем в него засыпается «подушка», а уже сверху укладывается гидроизоляция. Только после этого укладывается арматура, в несколько слоёв, после чего, всё данная конструкция заливается бетоном.

Ленточный фундамент, подходит для пучинистых и глинистых почв. Он формируется из непрерывной ленты железобетона, по периметру несущих всех стен дома. Главный принцип такого фундамента заключается в том, что б основание дома было не только хорошо устойчивым и надёжным, но и лёгким. Фундамент ленточный бывает двух типов: заглубленный и малозагубленный.

Заглублённый фундамент делается следующим образом: основание закладывают на достаточную глубину, для того чтоб не промерзала почва. Следует помнить, что такой фундамент должен быть шире, самих стен дома, примерно на 100 мм, со всех сторон. Цоколь здания, должен иметь – 40 сантиметров минимум. После построения цоколя, укладывается арматура в два ряда, по два слоя. Однако такой вид фундамента имеет свои недостатки.

Во-первых, весь процесс формирования фундамента занимает слишком много времени и сил. Во-вторых, надо сразу иметь определённую сумму денег, чтоб хватило на все стройматериалы, которые следует купить заранее. В-третьих, самому такой фундамент не построить, нужны помощники или строительная бригада, а их труд, тоже должен быть оплачен.

Обычно такой фундамент закладывают, при строительстве многоэтажных домов, или 3-х этажных особняков с подвалом. Если, по проекту, в доме есть подвал, то такой фундамент лучше других видов подойдёт.

Малозагубленный вариант фундамента, намного проще, предыдущего. И отличается от него тем, что подходит для одноэтажных зданий, и закладывается на малых глубинах почвы. Этот вид фундамента малозатратный, и его заложить сможет даже новичок в строительном деле. Здесь самое главное, соблюсти все нужные пропорции.

Итак, для начала, можно обычной лопатой, самостоятельно надо вырыть траншею, глубиной в 60 см. Затем в неё насыпаем «подушку», состоящую из песка с щебнем (гравием). Засыпать следует равномерными слоями по 15 см каждый, желательно несколько раз. Теперь делаем опалубку, и всё это заливаем бетоном.

Теперь в верхней части цоколя делаем каркас из арматуры и надёжно его закрепляем. Ширина цоколя, на 10 см должна быть шире, всех стен в доме. Малозаглублённый фундамент, идеально подходит, для непучинистых, твёрдых слоёв земли.

Зависимость от размеров сооружения

Чтобы спроектировать будущее строение, необходимо учитывать не только тип грунта и территориальное расположение участка, но и площадь дома. От размера сооружения зависит нагрузка на грунт. Например, это может быть строительство на фундаменте 7х9, 9х9 или 10х10 м.

Чтобы сделать основание 7 на 9 м, лучше использовать ленточный фундамент под дом. Перед его монтажом нужно рассчитать минимальную площадь и глубину залегания бетонной опоры. Идеальным условием для установки ленточной конструкции является просадочный грунт, который отличается низкой естественной влажностью, пылеватым составом и высокой структурной прочностью.

Для этого нужно сделать разметку для сооружения, на которой будут указаны границы траншеи и глубина расположения опор. Для лучшей прочности дно лучше сделать из дренажных слоев, включающих щебень, песок и воду.

Планировка жилого сооружения должна происходить с формированием опалубки. Для качественного строительства дома 7х9 или 9х9 лучше всего использовать обрезную струганную доску толщиной 2,5-3 см и шириной 10-15 см. Такие доски позволят получить ровное основание, которое не потребует дополнительных отделочных работ.

Конструкция опалубки должна располагаться выше уровня траншеи на 40 см, а максимальный зазор между досками должен составлять 0,3 см. По завершении монтажа опалубки следует уложить слой гидроизоляции, чтобы предотвратить преждевременное испарение влаги и повысить прочность опоры.

Каркас опоры для сооружения – неотъемлемая часть прочного фундамента. Поэтому предпочтительно использовать для него металлическую арматуру диаметром 11 мм.

План сооружения должен включать в себя расчет бетонного раствора, который понадобится для заливки основания. Неверные расчеты могут привести к нехватке смеси, что серьезно повлияет на прочность и надежность фундамента.

Расчет заглубления фундамента должен производиться с учетом уровня промерзания почвы. Небольшая каркасная постройка может возводиться на винтовые сваи размером 2,5 м, расположенные на глубине 1,5 м.

А вот постройка 10х10 м требует создания более прочного фундамента. Для него лучше использовать железобетонные опоры, которые могут выдержать воздействие сил пучения грунта и способны предотвратить деформацию сооружения.

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

Любые строительные работы нормируются ГОСТами или СНиПами. Армирование — не исключение. Оно регламентируется СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В этом документе указывается минимальное количество требуемой арматуры: оно должно быть не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента.

Определение толщины арматуры

Так как ленточный фундамент в разрезе имеет форму прямоугольника, то площадь сечения находится перемножением длин его сторон. Если лента имеет глубину 80 см и ширину 30 см, то площадь будет 80 см*30 см = 2400 см2.

Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см2. Теперь методом подбора определим, диаметр прутков и их количество.

Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Например, планируем использовать арматуру диаметром 12 мм. Площадь ее поперечного сечения 1.13 см2 (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см2)  нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см2, а это больше чем 2,8 см2, которые рекомендует СНиП. Но три нитки на два пояса разделить не получится, а нагрузка будет и с той и с другой стороны значительной. Потому укладывают четыре, закладывая солидный запас прочности.

Чтобы не закапывать лишние деньги в землю, можно попробовать уменьшить диаметр арматуры: рассчитать под 10 мм. Площадь этого прутка 0,79 см2. Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см2, чего тоже хватает с запасом. Так что для данного варианта ленточного фундамента можно использовать ребристую арматуру II класса диаметром 10 мм.

Армирование ленточного фундамента под коттедж проводят с использованием прутков с разным типом профиля

Как рассчитать толщину продольной арматуры для ленточного фундамента разобрались, нужно определить, с каким шагом устанавливать вертикальные и горизонтальные перемычки.

Шаг установки

Для всех этих параметров тоже есть методики и формулы. Но для небольших строений поступают проще. По рекомендациям стандарта расстояние между горизонтальными ветками не должно быть больше 40 см. На этот параметр и ориентируются.

Как определить на каком расстоянии укладывать арматуру? Чтобы сталь не подвергалась коррозии, она должна находится в толще бетона. Минимальное расстояние от края — 5 см. Исходя из этого, и рассчитывают расстояние между прутками: и по вертикали и по горизонтали оно на 10 см меньше габаритов ленты. Если ширина фундамента 45 см, получается, что между двумя нитками будет расстояние 35 см (45 см — 10 см = 35 см), что соответствует нормативу (меньше 40 см).

Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками

Если лента у нас 80*30 см, то продольная арматура находится одна от другой на расстоянии 20 см (30 см — 10 см). Так как для фундаментов среднего заложения (высотой до 80 см) требуется два пояса армирования, то один пояс от другого располагается на высоте 70 см (80 см — 10 см).

Теперь о том, как часто ставить перемычки. Этот норматив тоже есть в СНиПе: шаг установки вертикальных и горизонтальных перевязок должен быть не более 300 мм.

Все. Армирование ленточного фундамента своими руками рассчитали. Но учтите, что ни масса дома, ни геологические условия не учитывались.  Мы основывались на том, что на этих параметрах основывались при определении размеров ленты.

Количество арматуры

Расчет количества арматуры для плитного фундамента – еще один необходимый параметр: подбираются размер и количество необходимой арматуры в зависимости от толщины железобетонной плиты.

Согласно СНиП, при высоте плиты до 15 см используется один ряд арматурной сетки, от 15 см до 30 см – два ряда, свыше 30 см – три и более рядов.

Для железобетонных оснований используется арматура диаметром 12–16 мм, чаще всего 14 мм. Поперечные соединения рядов производятся с помощью прутков диаметром 8–10 мм.

Шаг арматуры может быть различным, в зависимости от того, какая толщина плиты фундамента: до 25 см используют шаг 15 см, если толщина плитного фундамента свыше 25 см – 10 см.

Фундамент плита: расчет толщины и других размеров арматуры для плиты толщиной 20 см при шаге в 150 см и диаметре прутьев в 12 мм для основания размерами 6*8 м на конкретном примере:

1. Длина стержней составит 6 м и 8 м соответственно.
2. Количество стержней по ширине: 6 м / 0,15 м (шаг арматуры) * 2 (слоя) = 80 шт.
3. Количество стержней по длине: 8 м / 0,15 м * 2 = 106 шт.
4. Суммарная длина стержней: 80 шт * 8 м + 106 шт * 6 м = 640 м + 636 м = 1276 м.
5. Общая масса материала: 1276 м * 0,888 кг/м (из справочника) = 1133 кг.

Важно! При закупке материалов всегда необходимо учитывать запас в 5–10 % от необходимого количества. Это избавит от траты времени на посещение магазинов в процессе постройки

Вычисление с помощью программ

Исходя из вышеизложенного очевидно, что самостоятельно провести расчеты достаточно сложно.

На практике можно воспользоваться онлайн-ресурсами:

1. Сервис для расчета размеров силовой конструкции, выбора характеристик арматуры, а также определения потребностей в расходуемом бетоне.
2. Онлайн-калькулятор. Программа помогает выбрать количество и качество арматуры, узнать необходимый объем бетона. Для этого нужно ввести в соответствующие поля такие исходные параметры как: марка бетона, количество свай и т.д.
3. Программа для расчета просадки основания методом послойного суммирования.

Ленточный фундамент и грунты: почему это так важно

При выборе типа фундамента важно точно знать две характеристики подлежащих грунтов: их несущую способность и пучинистость. Несущая способность выше всего у скальных грунтов; за ними следуют хрящеватые – смесь песка и глины с мелким камнем и щебнем

Песчаные грунты склонны к просадке, свойства песчано-глинистых (супесей и суглинков) зависят от соотношения глины и песка. Самая низкая несущая способность – у грунтов органического происхождения: торфа, сапропеля, ила

Несущая способность выше всего у скальных грунтов; за ними следуют хрящеватые – смесь песка и глины с мелким камнем и щебнем. Песчаные грунты склонны к просадке, свойства песчано-глинистых (супесей и суглинков) зависят от соотношения глины и песка. Самая низкая несущая способность – у грунтов органического происхождения: торфа, сапропеля, ила.

Строительные нормы запрещают опирать фундамент непосредственно на органические грунты со слабой несущей способностью.

Также сложными считаются грунты водонасыщенные и имеющие переменную структуру слоев. Проблема слабых грунтов типична, например, для участков, находящихся на месте осушенных болот. Строительство дома на малозаглубленном ленточном фундаменте на таких грунтах теоретически возможно, но требует довольно затратных работ. Так, если глубина слабонесущего слоя не более 1 м, а под ним находится более «выносливый», то при строительстве слой слабого грунта вынимается и в траншее устраивается подложка из песка либо бетонная подготовка. Также плохой грунт иногда уплотняют механическим способом, заменяют подушкой из гравия либо армируют специальными сетками. Специалисты, однако, рекомендуют в таких ситуациях отказаться от ленточного фундамента в пользу свайного.

Пучинистость грунта прямо связана с его способностью удерживать воду, а морозным пучением называется увеличение объема грунта из-за расширения воды при ее замерзании.

Непучинистые грунты: твердые глины, малоувлажненные гравелистые, песчаные грунты при глубоком залегании грунтовых вод.

Слабопучинистые: полутвердые глинистые; незначительно водонасыщенные пылеватые и мелкие пески, крупнооблмочные грунты с содержанием глин и песка 10-30%.

Среднепучинистые грунты: тугопластичные глинистые, влажные пылеватые и мелкие пески, крупнообломочные грунты с содержанием глин и песка более 30%.

Сильнопучинистые и чрезмернопучинистые: мягкопластичные глинистые, пылеватые и мелкие пески с сильным водонасыщением.

На сильнопучинистых грунтах возможно строительство небольших (1-2 этажа) деревянных домов на малозаглубленном ленточном фундаменте из монолитного железобетона. Для более тяжелых домов будет необходим комплекс работ по понижению уровня грунтовых вод, организации дренажа и водоотведения.

Чем выше стоят грунтовые воды, тем более пучинистыми будут грунты независимо от их состава. Критический для строительства фундамента уровень грунтовых вод различается для разных почв и высчитывается по формуле: нижняя граница промерзания грунта (в метрах) плюс следующее число:

• пески – 0,8-1 м
• супеси 1 – 1,5 м
• суглинки 2 – 2,5 м
• глины 2,5 – 3,5 м.

При залегании грунтовых вод ниже указанных значений они не влияют на степень пучинистости грунтов.

Вообще же сооружение ленточного фундамента на сильнопучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод считается нецелесообразным: в таких условиях лучше всего себя показывает свайно-ростверковый фундамент.

Планируя строительство, лучше всего не экономить на профессиональном обследовании грунта на вашем участке: это поможет избежать больших проблем в будущем. Услуги специалиста стоят денег, однако это вложение себя оправдывает. Спасать дом, фундамент которого деформировался из-за ошибок в оценке свойств подлежащих грунтов, обойдется гораздо дороже.

Основные ошибки и советы по строительству

Чтобы дом из газобетона на плитном фундаменте прослужил не менее 100 лет, индивидуальному застройщику необходимо заранее разобрать распространенные ошибки:

1. Отказ от армирования или выбор арматуры несоответствующего диаметра. Дома из газобетона плохо переносят деформирующие нагрузки, которые могут возникнуть из-за разрушения фундамента. Последнее возможно, если бетонный монолит недостаточно устойчив к деформирующим нагрузкам. Чтобы исключить такую вероятность, изготавливают армокаркас согласно установленным правилам по отношению к заданным условиям.
2. Глубокое заглубление плиты при нестабильных грунтах. Уберечь хрупкий бетон от нагрузок можно таким образом, чтобы основание поднималось и опускалось вместе с подвижками почвенных масс. Такой вариант возможен, если построить мелкозаглубленный «плавающий» фундамент.
3. Слишком толстая плита. Увеличение этого параметра привет к дополнительным расходам, поэтому, если по проекту дом будет массивным или иметь больше двух этажей, то выбирают подтип плитного основания – фундамент с ребрами жесткости.

Какие данные потребуются для расчета?

Для получения этого значения нужно предварительно рассчитать многие показатели основания. Для этого сразу определяют:

• высоту,
• материал цоколя,
• наличие или отсутствие подвала,
• его площадь.

Также составляют список материалов для гидроизоляции, теплоизоляции, внутренней и наружной отделки и так далее. По всем материалам нужно найти их удельный вес. Эти данные потребуются для определения нагрузки на фундамент.

Нагрузки на основание

Этот показатель состоит из массы материалов, полезной и снеговой нагрузки.

Для расчетов суммируют массу всех используемых материалов для строительства:

• несущих и внутренних стен,
• перекрытий,
• материалов пола,
• потолков,
• стропил,
• кровли,
• внутренних элементов здания,
• изоляции,
• отделки,
• фундамента и цоколя (на этом этапе цифры ориентировочные),
• крепежа.

Данные по массе тех или иных материалов легко найти в соответствующих таблицах. В среднем, показатели такие:

• деревянные перекрытия – 100-150 кг/см2;
• плиты ПК – 500 кг/см2;
• каркасные стены – 300 кг/см2;
• стены из бруса, бревна – 600 кг/см2;
• стены из газобетона – 600 кг/см2;
• из пустотелого красного кирпича – 1400 кг/см2;
• из полнотелого кирпича – 1800 кг/см2.

Расчет общей массы производится путем умножения удельного веса на занимаемую материалом площадь, или объем, что используется чаще.

После этого рассчитывается полезная нагрузка, то есть, общий вес мебели, техники, людей. Но чтобы избежать долгих поисков пользуются средним значением – 180 кг/м2. Это значение умножают на площадь дома – так получают нужное значение.

Чтобы найти снеговую нагрузку, пользуются готовыми данными по регионам, которые несложно найти в сети. Но так как угол наклона кровель в домах разный, нужно использовать коэффициенты 1 или 0.

Первый берется для крыш с углом наклона до 25 градусов, в этом случае данные из таблицы снеговой нагрузки берутся без изменений. Второй коэффициент используется при угле наклона кровли более 60 градусов, снеговую нагрузку можно не учитывать. При угле от 25 до 60 выбирают значение от 0 до 1.

Для полного расчета общая площадь кровли умножается на показатели средней снеговой нагрузки и выбранный коэффициент.

Несущая способность или сопротивление грунта

Это еще один параметр, определяющий ширину ленты. Он зависит от типа грунта и уровня грунтовых вод. Дорогостоящее геодезическое исследование проводить не обязательно, достаточно взять пробы грунта с помощью бурения или отрывка шурфов.

Для исследования берут несколько точек участка, отведенного под застройку. Первый шурф делают в самой нижней точке. Чем больше шурфов, тем точнее будет анализ. Он же позволяет выявить высоту грунтовых вод.

Данные находятся в таблице ниже:

Грунты с несущей способностью менее 3,5 не подходят для строительства ЛФ. К таким почвам относят песчаный пылеватый, просадочный насыпной уплотненный и неуплотненный грунт. Если на участке – такие почвы, обустройство ленточного фундамента не рекомендуется, строят плитный, свайный или свайно-ленточный.

Укрепление фундамента частного дома



Очень часто собственники загородных домов интересуются укреплением фундамента – немудрено, ведь каждый хочет быть уверенным в надежности и долговечности своего жилища.

Проведение работ по усилению оснований – целая история, исход которой зависит от теоретических знаний и практического опыта.

Вывод, который напрашивается сам собой: сначала устранить причины, которые вызывают изменения в фундаменте (его разрушение) и закономерные нарушения целостности построенного на нем дома. Рассмотрим самые распространенные причины:

основание изначально было возведено с нарушением технологии. В этом случае определенно необходимо его укрепить;
изменения в основании дома связаны с повышенной влажностью грунта

В данной ситуации уделяют большое внимание отмостке фундамента, при необходимости устраивают дренаж основания. О последнем решении мы поговорим в одной из следующих статей;
участок, выбранный для строительства, отличается разнородным грунтовым составом, что приводит к локальным деформациям основания дома

В качестве эффективного решения используют комплекс мер, включающих укрепление и утепление фундамента, дренаж, а также при возможности замену части нестабильного грунта щебнем и песком.