Как правильно рассчитать фундамент под дом

Итак, по стандарту во время строительства во внимание берутся две важных позиции – расчет деформации грунта и расчет по его несущей способности. А, в общем, все можно разделить на такие этапы:

Особенности ленточного фундамента

Такой фундамент представляет собой сплошную монолитную железобетонную полосу. Сегодня наиболее востребована такая технология, как сплошной ленточный фундамент, или монолитный.

Для его монтажа копается траншея, после необходимой тепло- и гидроизоляции в неё устанавливается металлическая арматура, после чего происходит заливка бетоном. Дорогостоящий, но очень надёжный способ.

Ленточный фундамент широко используется в частном строительстве, потому что не требует слишком больших затрат и использования специализированной техники. В основном это относится к технологии сборного фундамента, потому как заливку бетоном в идеале должны проводить специалисты. Только в этом случае можно быть уверенным, что нужный результат будет достигнут, а дом впоследствии не покосится, не осядет, не потребует экстренного ремонта.

Этап I. Определение типа грунта

Чтобы определить тип грунта на участке, сегодня существует более десятка верных способов – и дедовских, и с привлечением современной техники. Самый простой из них – сделать несколько глубоких ям по всему участку и рассмотреть так называемый срез почвы. Причем буквально в пару метрах земля уже может быть другой – это нормально. И вот по таким результатам нужно сложить для себя геологическую картину – от нее и будет зависеть и глубина закладывания фундамента, и его вид.

А любой сухой грунт, хоть он песчаный или глинистый, имеет стандартную несущую способность от 2кг/см2. Вот на эту цифру и нужно ориентироваться при расчете ленточного фундамента. Так нагрузка и от бревенчатой, и от кирпичной бани остается все-таки в пределах нормы – еще и с каким-то запасом.

Если же у вас получается, что вес бани будет явно превышать это значение, и вы сомневаетесь, выдержит ли фундамент нагрузку – просто увеличьте ширину его ленты, и все, ведь нужно будет учитывать еще и расчет осадки ленточного фундамента с годами. Только после этого еще раз пересчитайте нагрузку на грунт – вес фундамента в этом случае изменится, и общее значение будет уже другим.

К слову, тяжелыми называются те грунты, что тяжело копаются – и их называют «плотными», т.е. обладающими низкой пористостью и неэластичность. А вот те, что копаются легко – это среднеплотные грунты, которые еще могут зваться пористыми, пластичными и текучими.

Немаловажное значение имеет и глубина промерзания почвы. Дело в том, что та земля, что находится ниже этой точки, уже уплотнена, как говорится, «дальше некуда» — и в этом состоянии она находится сотни лет. А вот тот грунт, что выше этой точки, всегда насыщен влагой и при сезонном размораживании увеличивается в объеме – пучится. Причем не менее чем на 10% — для фундамента это довольно ощутимо, как, впрочем, и для стен бани. Вот откуда взялось понятие максимальной деформации строительного материала, и вот почему так важно вычислить характеристику почвы и ее возможное пучение к весне, и на основе чего делается расчет ленточного монолитного фундамента – точный и надежный.

Как рассчитать сколько нужно бетона на ленточный фундамент

Ленточный фундамент широко используется частными застройщиками при возведении малоэтажных жилых зданий, бань, гаражей, сараев, времянок и других подобных построек. Популярность ленточного фундамента заключается в простоте конструкции и возможности самостоятельного расчета и строительства.

Для расчёта количества бетона необходимого для заливки фундамента вам понадобится вычислить объем фундамента в кубических метрах. В связи с этим возможны два варианта. Первый вариант – длина, ширина и высота конструкции одинаковы по всему периметру «ленты». Второй вариант – высота и ширина фундамента переменные.

Рассчитать сколько кубов бетона нужно на фундамент по первому варианту можно следующим образом.

К примеру, сделав замеры длины «ленты» фундамента (периметр), ширины и высоты вы получили следующие исходные данные:

  • Периметр фундамента (L): 40 метров. Важно! Периметр замеряется не по внешней или внутренней границе, а строго по центру траншеи под фундамент;
  • Высота(H) 1,5 метра;
  • Ширина(S) 0,7 метра.

Подставляем исходные данные в формулу объема параллелепипеда V=LхHхS: V=40х1,5х0,7=42 м3. Для заливки ленточного фундамента понадобится 42 кубических метра бетона.

Пример расчета бетона на ленточный фундамент

Допустим ваш фундамент общей длиной 40 метров, состоит из двух частей, которые разнятся по ширине: 10 метров ленты шириной 0,7 метра и 30 метров ленты шириной 0,5 метра. В этом случае используем всю ту же формулу объема параллелепипеда, только производим два расчета: для «куска» 10 метров (V1) и «куска» 30 метров(v2). После чего суммируем получившиеся объемы и получаем объем бетона для заливки (V)

  • V1=10х1,5х0,7=10,5 м3;
  • V2=30х1,5х0,5=22,5 м3;
  • V=10.5+22.5=33 кубических метра бетона.
Читайте также:  Фундамент на винтовых сваях: технология и монтаж

Виды грунтов

Основание, на которое фундамент передает нагрузку, это грунт. Важно, чтобы тяжесть приходилась на глубинные его слои — они имеют стабильные характеристики и более высокую несущую способность.

Характеристика грунта зависит от его состава. И уже от состава зависит способность грунта к дренажу (отводу осадков), его поведению под нагрузкой, пучинистости (способность к неравномерным деформациям при промерзании).

Скальный грунт можно назвать самым стабильным. Он не берет влагу, не пучится при промерзании. Чуть в меньшей степени такими характеристиками обладают хрящи — примерно то же самое, что и скальный, но только состоящий не из монолита, а обломков. Песок хорошо отводит воду, равномерно деформируется под нагрузкой, мало пучится при промерзании. Его несущая способность зависит от размера фракции — мелкий песок менее надежен, чем крупный.

Глинистые грунты очень капризные. Часто непредсказуемы при увлажнении, сильно выпирают при замерзании.

Так же важно учитывать влажность участка. Решения, пригодные для сухих участков, не годятся на болотистых почвах.

Этап II. Определение примерной массы постройки

И сюда обязательно нужно вписать массу мебели и всех других предметов, что будут находиться в бане, а также снег, который осядет на крыше и который весить может даже тонну.

Если вы хотите сделать мебель своими руками, советуем прочитать статью _interier/

Всего проверка выбранного типа фундамента будет проходить по трем параметрам:

  • Несущая способность грунта – выше удельной нагрузки.

Что такое несущая способность грунтов? Это характеристика выбранного участка, которая показывает, какую именно нагрузку может выдержать единица площади грунта и какой должна быть общая площадь фундамента бани – чем хуже, как оказалось, грунт может выдерживать давление, тем больше должна быть площадь нулевого уровня. Как определить несущую способность грунта? Вот как: на способность грунтов «держать» фундамент оказывает влияние одновременно целый ряд факторов. Это и тип грунта основания, и его плотность, и сезонная влажность, и близость расположения подземных вод. Это – только пример расчета ленточного фундамента, ведь для каждого участка нужно учитывать свои природные и техногенные факторы.

  • Деформация морозного пучения грунта значительно меньше предельно допустимой для данного фундамента и самой конструкции бани.
  • Напряжения на фундамент, которые могут быть, не больше тех напряжений, при которых потеря упругости в арматуре фундамента может оказаться необратимой.

Так, самые хрупкие и склонные к трещинам – это кирпич и блоки без армирования. Для них показатель деформации не может превышать значения 0,0005. То есть при длине фундамента в 15 метров выгиб стены не может быть более 7,5 мм, в зависимости от чего и делается расчет арматуры для ленточного фундамента.

Пример расчета ленточного фундамента по несущей способности грунта для дома из кирпича

Для получения более достоверных и надежных данных рекомендуется использовать прочностные характеристики грунта, полученные в результате испытаний. Это также приводит, как правило, к уменьшению ширины фундамента при его проектировании (при расчете минимальной ширины фундамента).

Рекомендуемый вариант. Если вам известны прочностные характеристики грунта, конструктивная схема здания (сооружения), длина и высота здания (сооружения), то выбираем данный пункт меню.

Также данный пункт меню выбираем при условии, если прочностные характеристики получены не в результате испытаний, а взяты по таблицам приложения Б СП (Актуализированная редакция СНиП *). Для того чтобы подобрать расчетное значение удельного сцепления грунта [cII] и угол внутреннего трения [φII] по данному приложению необходимо знать тип грунта, коэффициент его пористости [e] и показатель текучести [IL].

Расчетное сопротивление грунта в данном калькуляторе определяется для бесподвальных сооружений.

Если вы обладаете минимальными данными о параметрах здания (сооружения) и о грунте основания, то выбираем данный пункт меню.

Расчет сопротивления грунта основания [R] в данном случае будет осуществлен через формулу, где основным параметром будет служить табличное сопротивление грунта [Ro].

Пример расчета ленточного фундамента по несущей способности грунта для дома из кирпича

Для нахождения расчетного сопротивления грунта [Ro] воспользуемся приложением В СП Чтобы определить нужное [Ro] необходимо знать тип грунта, коэффициент его пористости [e] и показатель текучести [IL]. В отличие от приложения Б из первого пункта меню, показатель текучести имеет всего два значения 0 либо 1 (в приложении Б показатель текучести имеет 3 диапазона: от 0 до ; от до 0.5 и от 0.5 до ), что облегчает нахождения данного параметра самостоятельно «в домашних условиях».

Самостоятельное определение типа грунта

Читайте также:  Буроинъекционные сваи: технология установки и устройство БИС

Самостоятельное определение плотности грунта

Самостоятельное определение коэффициента пористости

Самостоятельное определение показателя текучести

  • Общая длина ленты
  • – Длина фундамента по центру ленты с учетом внутренних перегородок.

  • Площадь подошвы ленты
  • – Площадь опоры фундамента на почву. Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.

  • Площадь внешней боковой поверхности
  • – Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.

  • Объем бетона
  • – Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.

  • Вес бетона
  • – Указан примерный вес бетона по средней плотности.

  • Нагрузка на почву от фундамента
  • – Распределенная нагрузка на всю площадь опоры.

  • Минимальный диаметр продольных стержней арматуры
  • – Минимальный диаметр по СП 52-101-2003, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.

  • Минимальное кол-во рядов арматуры в верхнем и нижнем поясах
  • – Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.

  • Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов)
  • – Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СП 52-101-2003.

  • Шаг поперечных стержней арматуры (хомутов)
  • – Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.

  • Величина нахлеста арматуры
  • – При креплении отрезков стержней внахлест.

  • Общая длина арматуры
  • – Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.

  • Общий вес арматуры
  • – Вес арматурного каркаса.

  • Толщина доски опалубки
  • – Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.

  • Кол-во досок для опалубки
  • – Количество материала для опалубки заданного размера.

Расчёт бетонной смеси для заливки

Чтобы узнать, сколько потребуется бетонной смеси для заливки фундамента, удобно пользоваться сайтами предоставляющими услугу онлайн-расчётов строительных материалов. Довольно часто, производя такие вычисления, под рукой нет ни интернета, ни обычного калькулятора. В этом случае поможет приведённая ниже инструкция по подсчёту объёма разных типов фундамента.

Для произведения точных расчётов потребуется вспомнить курс геометрии 8 класса, в котором нам понадобятся знания по вычислению объёма куба и цилиндра.

Ленточный

Такой фундамент имеет вид бетонной ленты в форме удлинённого параллелепипеда, армированную металлической или пластиковой конструкцией (обычно это арматурные прутья).

Его высота зависит от глубины промерзания и свойств грунта

Для расчёта ленточного основания необходимо воспользоваться формулой нахождения объёма куба, которая имеет такой вид: V=h·h·h или V=h³, где h — это параметры высоты, ширины и длины куба (параллелепипеда).

Допустим, что высота ленточного фундамента будет равна 160 см, ширина — 40 см, а длина 12х9 м. Сначала будет рассчитан объём двух длинных лент (по 12 м). Вычисления удобней производить в метрах, поэтому на примере эти величины будут иметь следующий вид: 1,6·0,4·12=7,68 м³. Для обеих сторон необходимо удвоить это значение: 7,68·2=15,35 м³.

Теперь нужно рассчитать объём двух лент длиной по 9 м. Следует учесть, что из длины каждой ленты такого размера, необходимо вычесть по два значения ширины фундамента: 9–0,4·2=8,2 м.

Подставим значения:

  1. 1,6·0,4·8,2=1,968 м³ — это объём бетона для одной ленты размером 8,2 м. Для двух таких лент: 1,968·2=39 м³.
  2. Теперь нужно сложить значения объёмов четырёх лент фундамента: 15,35+3,936=19,286 м³. Следует учесть, что это значение только для ленты квадратной формы, без ответвлений.

Столбчатый

Столбчатый фундамент представляет собой систему опор, располагаемых под конструкциями в местах с наибольшей нагрузкой. Форма опор (столбов) обычно изготавливается в виде параллелепипедов или цилиндров с расширением в основании. Для укрепления столбчатый фундамент из бетона армируют металлическими и пластиковыми прутьями.

вариант с квадратными столбами

Расчёт количества бетона для этого фундамента производится по тому же принципу, что и предыдущий вариант. Если опорный столб фундамента имеет форму цилиндра, то для расчёта необходимо применить соответствующую формулу: V=π·R²·h, где π – это математическая константа, равная 3,14, выражающая отношение длины окружности к её диаметру; R — радиус окружности цилиндра, h — его высота.

Допустим, что по периметру основания дома расположено 24 столба, расстояние между которыми составляет 1,5 м. Каждый столб цилиндрической формы, высотой 160 см, диаметром 30 см.

Сделаем расчёт по указанной формуле:

  1. Находим радиус окружности цилиндра в квадрате: 0,3:2=0,15·0,15=0,0225.
  2. Подставим значения по формуле: 3,14·0,0225·1,6=0,11304 округлим до 0,113 м³ — это объём бетона, необходимый для заливки одного столба.
  3. Чтобы получить общий объём бетонной смеси для всех столбов, необходимо полученное значение умножить на их количество: 0,113·24=2,712 м³.

Плиточный

Такое основание представляет собой бетонную армированную плиту. Вычисления объёма для этого фундамента производятся по формуле нахождения объёма куба.

Допустим, что плиточное основание имеет параметры 12х9х0,4 м. Сделаем расчёт: 12·9·0,4=43,2 м³.

Может содержать дополнительные слои

Как рассчитать вес и габариты основания

Чтобы сделать расчет общей нагрузки, нужно сложить вес дома, снеговую нагрузку и массу фундамента. Сначала вычисляют размеры конструкции. А чтобы упростить расчет, составляют проект или схему. Затем нужно рассчитать глубину заложения, которая зависит от типа грунта. Для непучинистого вида и песка уровень заложения составляет свыше 1,5 метров. При суглинке и глине основание должно лежать не выше уровня промерзания.

Толщину фундамента определяют в зависимости от различных параметров. Как правило, она составляет 0,3 — 0,4 метра. Но если вы планируете обустройство подвала или цокольного этажа, размер может быть другим. Подробные размеры конструкции с подвалом представлены ниже в таблице.

Размеры фундамента

Материал фундамента Длина стены Глубина подвала
2 м 2,5 м
Толщина стены Ширина подошвы (основы) Толщина стены Ширина подошвы (основы)
(мм)
Монолитный бетон (плита) До 3 м 200 300 200 400
Свыше 3 м 250 400 250 500
Блоки из бетона До 3 м
Свыше 3 м 300 500 300 600
Бутобетон До 3 м 400 500 400 600
Свыше 3 м 500 600 500 800
Бутовый камень До 3 м 600 800 600 900
Свыше 3 м 750 900 750 1050
Кирпич До 3 м 380 640 380 770
Свыше 3 м 510 770 510 900

Чтобы рассчитать вес фундамента, объем конструкции умножают на удельный вес. Затем складывают все полученные показатели, среди которых вес дома и фундамента, снеговая нагрузка.

Главное условие для функционирования фундамента в том, что удельная нагрузка на грунт должна быть меньше расчетного сопротивления на 15-20%. Удельное давление вычисляют при помощи деления общего веса дома на площадь основания (подошвы грунта). А размеры расчетного сопротивления вы найдете в таблице, так так они зависят от типа грунта.

Расчетное сопротивление грунта

Глинистые почвы Твердые Текучие Коэффициент пористости
Супеси 3 0,5
2,5 2 0,7
Суглинки 3 2,5 0,5
2,5 1,8 0,7
2 1 1
Глины 6 4 0,5
5 3 0,6
3 2 0,8
Песчаные почвы Плотные Средней плотности
Крупный песок 6 5
Средний песок 5 4
Мелкий песок малой влажности 4 3
Мелкий песок, насыщенный влагой 3 2
Пылеватый песок малой влажности 3 2,5
Пылеватый песок средней влажности 2 1,5
Пылеватый песок высокой влажности 1,5 1

Расчетное сопротивление должно быть больше удельного давления (нагрузки). Тогда расчет выполнен правильно! Если расчет показывает, что нагрузка больше, измените размеры основания и увеличьте опорную площадь. Для ленточного фундамента следует расширить ленту, а для столбчатого нужно увеличить диаметр и число столбов. Когда вы измените параметры и размер, сделайте расчет снова!

Метод расчета

Ленточный фундамент можно рассчитать двумя способами: по несущей способности грунтов под подошвой и по их деформации. Более прост первый способ. Его и рассмотрим.

Мы точно знаем, что первым строится фундамент. Но проектируется он в последнюю очередь. Его задача передать нагрузку от дома. А ее мы будем знать лишь после того, как определимся с типом всех строительных материалов и их объемов. Так что до начала расчета фундамента необходимо:

  • начертить план всего здания со всеми простенками;
  • решить, нужен или нет подвал, и какой он должен быть глубины, если нужен;
  • знать высоту цоколя и материал, из которого он будет сделан;
  • определиться с типом и толщиной используемых материалов для утепления, ветрозащиты, гидроизоляции, отделки как внутри, так и снаружи.

По всем используемым во время стройки материалам нужно найти их удельный вес. Желательно составить таблицу: работать будет проще. Только после этого можно приступать к расчету.

Для расчета ленточного фундамента вам понадобится проект с подробным указанием используемых материалов и их толщины

Метод расчета

Ленточный фундамент чаще всего делают монолитным или сборным бетонным. Намного реже сегодня делают кирпичные или бутобетонные ленты: они менее надежны, но при этом для их строительства требуется большее количество материала, хотя стоимость его может быть меньше.

Условно расчет ленточного фундамента можно разбить на несколько этапов:

  • Определение нагрузки на фундамент.
  • Выбор параметров ленты.
  • Корректировка в зависимости от условий.

Теперь обо всех этапах подробнее.

Как рассчитать фундамент для дома

Любой дом строиться строго по проекту, который разрабатывается специалистами. Один из важнейших пунктов строительного планирование считается расчет фундамента. Но часть построек приходится строить самостоятельно. К таким относятся бани, гаражи беседки и даже небольшие жилые дома. В таких случаях важно подобрать и спроектировать качественный и надежный фундамент. Тем более стоимость фундамента от всех работ порой доходит до 1/3. Если допустить ошибку, то переделать основание дома порой не возможно, и всегда затратно. А затраченные силы и время вообще никто не вернет. О том, как рассчитать фундамент для дома, выбрать подходящий, можно узнать из этой статьи.