Оптимальная глубина заложения ленточного фундамента и важность ее расчета

Устройство плитного фундамента

В первую очередь следует уделить внимание качественной гидроизоляции. Она позволит защитить фундамент, а значит и всё строение от разрушения, предотвратит возникновение сырости, грибка и плесени в помещениях

Разнообразие гидроизоляционных материалов огромно – есть рулонные, напыляемые, обмазочные.

Защита фундамента от воды осуществляется по всей его площади. На подушку из песка обычно внахлёст укладываются рулонные материалы, стыки между которыми герметизируются оплавлением горелкой.

После отведения грунтовых вод и монтажа гидроизоляции выполняется вязка арматуры. Обычно минимальный используемый диаметр 12 мм. Арматура укладывается решёткой в среднем через 20-30 см.

Между собой перпендикулярные стержни соединяются вязальной проволокой. Безусловно, арматуру можно и сваривать, однако этот процесс значительно снижает коррозионную стойкость стали, и её необходимо дополнительно защищать от разрушения.

От края плиты арматуру должен отделять защитный слой бетона минимум в 4-5 сантиметров.

Фундамент лучше заливать сразу за один раз. Если это невозможно, то перерыв между этапами не должен быть больше 12 часов. За больший срок бетон сильно застынет, и вместо цельной плиты получится несколько отдельных фрагментов, что значительно ухудшит эксплуатационные характеристики фундамента.

В бетоне очень важно соблюдение пропорций основных компонентов, поэтому, чтобы они не нарушались, в жаркую погоду залитый фундамент необходимо поливать водой из шланга, а в случае дождей и избыточной влажности – накрывать полиэтиленовой плёнкой. В среднем бетон набирает большую часть своей прочности за месяц, однако использование специальных добавок для ускорения твердения способно значительно уменьшить этот срок

В среднем бетон набирает большую часть своей прочности за месяц, однако использование специальных добавок для ускорения твердения способно значительно уменьшить этот срок.

Твердеть фундамент должен в условиях положительной температуры, поэтому при выполнении строительных работ в зимнее время строительную площадку следует прогревать.

Требования СП и СНиП

Проектирование основания ведется по СНиП 2.02.01-83. Этот документ регламентирует все параметры фундамента, включая ширину. Эти параметры рассчитываются по предельным состояниям: несущей способности и деформациям, учитывая действие силовых и неблагоприятных факторов.

Расчет фундамента по несущей способности проводится в таких случаях:

1. Основание будет испытывать существенные горизонтальные нагрузки (есть подпорные стены, основания распорок и так далее).
2. Дом строится недалеко от откоса или на откосе.
3. На участке скальный или пучинистый грунт.

Учитываются такие деформации:

• просадки;
• оседания;
• осадки;
• сочетание подъема и осадки;
• провалы;
• горизонтальное смещение.

Для расчетов в СНиП приводятся таблицы и формулы, используя которые можно вычислить оптимальную ширину фундамента. В среднем, ширина ленты для стандартного двухэтажного дома составляет 0,4 м. Расчеты также проводятся по СП (Своду правил), основанном на СНиП и ГОСТ.

Расчет общего давления на грунт

Целью всех этих расчетов является подтверждение того, что усилия, передаваемые от здания на 1 см основания, не превышают предельно допустимого сопротивления грунта. Это значение можно определить, зная виды грунтов, залегающих под проектируемым сооружением.

Для того, чтобы дом в будущем не осел и не деформировался необходимо правильно рассчитать давление конструкции на грунт

Под действием давления здания на грунт происходит его сжатие и неравномерное оседание всего дома. В результате этого процесса в несущих конструкциях дома происходят деформации и появляются трещины.

Для предотвращения этих негативных последствий необходимо на стадии предпроектной подготовки правильно подбирать материал, учитывая его удельный вес, и выполнять качественный расчет давления несущих строительных конструкций на грунт основания.

Для получения общей предельной нагрузки и определения возможности устройства дома принятой конструкции суммируются все результаты сбора нагрузок и определяется ее большее значение, которое будет на тех участках, где передается давление с кровли.

Это максимальное значение должно быть меньше условного расчетного сопротивления грунта, определенного по СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».

Виды

Варианты строительства фундамента

Фундаменты могут отличаться материалами, которые используются для их возведения, глубиной, а также способом исполнения. Именно по способу исполнения разделяют их виды:

• Столбчатый тип практически универсальный, хорошо оправдывает себя, как основа для любых щитовых домов или таунхаусов. Установка столбов происходит в специальные заранее пробурённые лунки, которые делаются по всему периметру здания. Расстояние между опорами рассчитывается индивидуально. Для опор используются натуральные материалы брёвна, природный камень и искусственные составляющие (трубы или железобетонные пасынки).

• Свайный фундамент отличается от столбчатого длиной элементов и принципом работы. У столбчатого масса дома приходится на подошву, а у свайного на боковую поверхность. Свайный хорош тем, что позволяет исключить деформацию различных частей постройки за счёт равномерного распределения нагрузки всего строения, а это предотвращает его деформацию. Такой фундамент может быть двух типов: висячим или подпорным.

  При первом типе сваи вбиваются непосредственно в грунт, где сосредотачивается нагрузка: углы, пересечения стен. Длина таких свай может быть несколько метров. Это обуславливается тем, что основная нагрузка передаётся боковой частью опоры.
  2. Подпорный тип фундамента устанавливаться на малую глубину, но с меньшими интервалами, чем висячий.
  Стоит ли делать свайный фундамент под двухэтажный дом определяется несколькими параметрами. Основной параметр, это тип грунта, второй – материал дома.

• Ленточный фундамент – самый удобный тип для постройки малогабаритных домов. Для его монтажа используется блочный тип закладки или цельная бетонная лента. Такая конструкция проста и не подвержена разрушению. Базовые блоки могут быть заполненные или облегчённые (пустотелые), в зависимости от требований всей конструкции. Преимущество его в том, что дома из газобетона построенные на таком основании отличаются долговечностью и устойчивостью к движению почвы. Кроме этого, ленточный фундамент можно устанавливать на минимальной глубине, что делает строительство независимым от геодезических показателей.

• Монолитная плита характеризуется сейсмостойкостью. Это цельная платформа с большой площадью, высота которой рассчитывается относительно условий местности будущей постройки. Этот тип основания самый устойчивый к смещениям грунта и самый затратный по расходу бетона.

Выбор конкретного типа фундамента для двухэтажного дома зависит от пожеланий клиента, особенностей местности и архитектурного плана. Но при этом есть рекомендации относительно выбора наилучшего варианта, с точки зрения долговечности, лёгкости монтажа и сохранения бюджета.

Проект и расчеты фундамента

Имея проект будущего дома, необходимо правильно рассчитать базу. Для выполнения всех расчетов в интернете имеется достаточное количество компьютеров, которые облегчают эту работу в режиме реального времени. Необходимо только определить характеристики грунта на строительной площадке, в частности, его несущую способность, глубину промерзания, положение грунтовых вод.

Также необходимо рассчитать вес будущего здания, для которого таблицы являются значениями плотности материалов, используемых в строительстве здания. Рассчитывается масса стен, полов, крыш, отделочных материалов, снеговой нагрузки, мебели, бытовой техники и др.

В качестве отправной точки для проекта, круглые железобетонные трубы диаметром 30 см могут быть проложены с шагом 1 метр. Необходимо ли увеличивать или уменьшать количество свай и их диаметры, и выводится расчет.

Причина необходимости выполнения расчет толщины фундаментной плиты

Большой выбор разных видов фундамента для строительства зданий помогает выбрать оптимальный вариант для будущего строения любого размера, возводимого на различных типах почв.

Толщина монолитной плиты рассчитывается вне зависимости от вида этого типа основания для здания. При строительстве может использоваться:

• Использование изготовленных в промышленных условиях блоков и плит.
• Самостоятельная заливка монолитного основания для будущего здания, требующая умение использовать калькулятор и самостоятельно выполнить расчет количества материалов, которые будут использоваться. Какой толщины будут плиты фундамента, какое потребуется количество арматуры и какой тип бетона оптимально использовать.

Корректировка параметров

Если нагрузка, передаваемая через ленточный фундамент, для данных грунтов велика, выхода два: использовать при строительстве более легкие материалы или увеличить ширину ленты.

Изменение материала очень трудоемко: часто изменение одного материала тянет за собой цепочку изменений параметров целого ряда других. В результате расчет массы приходится переделывать. Потому чаще увеличивают толщину ленты в фундаменте. Этим увеличивается уменьшается удельная нагрузка. Но слишком широкий ленточный фундамент (шире 60 см), особенно глубокого заложения, невыгоден экономически: большой расход материала и трудозатараты. В этом случае необходимо сравнивать стоимость нескольких типов фундамента.

Ширину монолитно-ленточного фундамента подбирают исходя из рассчитанной нагрузки от дома и несущей способности грунтов

Не забудьте после изменения ширины ленты пересчитать ее массу и соответствующим образом откорректировать массу строения.

О расчете арматуры для ленточного фундамента читайте тут.

Расчет толщины плиты

Расчет выполняется по СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и по руководству «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа» в два этапа:

• сбор нагрузок;
• расчет по несущей способности.

Сбор нагрузок включает в себя проведение работ по вычислению общей массы дома с учетом веса снегового покрова, мебели, оборудования и людей. Значения для домов из различных материалов можно взять из таблицы.

Тип нагрузки	Значение	Коэффициент надежности
Стены и перегородки
Кирпич 640 мм	1150 кг/м2	1,2
Кирпич 510 мм	920 кг/м2
Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм	690 кг/м2
Брус 200 мм	160 кг/м2	1,1
Брус 150 мм	120 кг/м2
Каркасные 150 мм с утеплителем	50 кг/м2
Перегородки гипсокартонные 80 мм	30-35 кг/м2	1,2
Перегородки кирпичные 120 мм	220 кг/м2
Перекрытия
Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм	625 кг/м2	1,2 — для сборных и 1,3 — для монолита
Деревянные по балкам	150 кг/м2	1,1
Крыша по деревянным стропилам
С металлическим покрытием	60 кг/м2	1,1
С керамическим покрытием	120 кг/м2
С битумным покрытием	70 кг/м2
Временные нагрузки
Полезная для жилых зданий	150 кг/м2	1,2
Снеговая	В зависимости от района строительства по п. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Снеговой район определяется по СП «строительная климатология».	1,4

Важно! В таблице уже учитывается толщина конструкций. Для вычисления массы остается лишь умножить на площадь

Кроме этого, каждую нагрузку необходимо умножить на коэффициент надежности. Он необходим для обеспечения запаса по несущей способности конструкции из бетона и предотвращения проблем при незначительных ошибках строителей или изменениях условий эксплуатации (например, смена назначения здания). Все коэффициенты принимаются по СП «Нагрузки и воздействия».

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем. Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

P1= M1/S,

где P1 —удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

Далее необходимо рассчитать разницу (Δ) между полученным значением и числом, приведенным в таблице выше, в зависимости от типа грунта.

Δ=P-P1

где P — табличное значение несущей способности грунта.

M2 = Δ*S,

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

Следующая формула:

t = (М2/2500)/S,

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а также выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования

Факторы для выбора типа ленты

Экономика домостроения – это ключевая статья расходов в любом деле по возведению собственного жилья. Подавляющее большинство российских граждан возводят 1-2 – этажные дома самостоятельно. Чтобы успеть в короткие сроки и не слишком поиздержаться, выбирают ленточный тип фундамента.

На сегодняшний день широкое распространение получили 3 типа ЛФ:

1. Сборный.
2. Монолитный.
3. Комбинированный.

Какой из них выбрать, зависит от особенности места возведения дома и финансовых возможностей собственника.

Сборный

Лента собирается из блоков, например, ФБС 24-4-6 (фундаментный блок стеновой длина 2,4 м, ширина 0,4 м, высота 0,6 м.). Как правило выкапывается траншея, как и под монолитный фундамент.

Грунт не утрамбовывают, насыпают песчаную подушку, толщиной 10-15 см. Иногда песок заменяют отсевом или крупным гравием, фракции 5-10 мм.

Блоки распределяются в стык, друг за другом. Монтажные петли загибают кувалдой. Стыки и межслойное пространство заполняют цементным раствором

Если строить ленту из более мелких блоков, то здесь особое внимание следует уделить марке раствора, который должен быть не менее М100

Преимущества:

• высокая скорость возведения;
• меньшее подготовительных работ;
• строительство можно вести в любое время года.

Недостатки:

• некоторые стыки после осадки могут разойтись, после чего будет проникать влага и холод;
• неравномерное распределение нагрузки на разные точки фундамента;
• низкая несущая способность, в сравнении с монолитной лентой.
• короткий срок службы.

Монолитный

Более сложный вид фундамента, чем сборный. Обладает превосходной технологичностью и высокими эксплуатационными характеристиками.

Но для возведения требует длинный перечень подготовительных работ.

Например, необходимо сделать подушку из щебня и песка, возвести опалубку и собрать армированный пояс из арматуры.

Преимущества:

• можно сделать самостоятельно, даже 1-му человеку;
• не требует сильного заглубления;
• высокая несущая способность;
• хорошо держит тепло;
• устойчив к перепадам температур.

Недостатки:

• довольно трудоёмкий процесс;
• длительный срок высыхания бетона;
• строить можно только в тёплое время года;
• высокая стоимость возведения (в сравнении с комбинированным и сборным аналогами).

Сооружать монолитный ленточный фундамент под 2-этажный дом рекомендуется на скалистых, песчаных и глинистых грунтах.

Комбинированный

Здесь сочетаются монолитный и сборный типы ленточных оснований. Например, контур собирают из блоков, а опорные подушки и стены подвала делают из раствора.

Некоторые заливают верхний монолитный пояс, чтобы выровнять поверхность под стены. Он также делается с помощью опалубки и арматуры.

Преимущества:

• легко возводится;
• относительно недорогой;
• разрешает вносить корректировки.

Недостатки:

• строить можно в тёплое время года;
• требуется помощь третьих лиц.

Возводить сборный фундамент под 2-этажный дом рекомендуется на скалистых или песчаных грунтах.

Что представляет собой плитный фундамент

Описание (составляющие)

Плитный фундамент представляет собой железобетонную плиту под всё здание либо его часть. Относится к фундаментам неглубокого заложения.

Может быть:

• монолитным (заливаться целиком сразу на стройплощадке);
• сборным (состоять из нескольких плит заводского изготовления, которые соединяются на объекте).

Первый вариант более надёжен и прост в производстве.

Второй вариант предполагает наличие на строящемся объекте спецтехники для доставки и качественной укладки плит, а также устройство выравнивающей стяжки из бетона или цементно-песчаного раствора между фрагментами фундамента.

Однако он будет быстрее, т.к. не потребуется устраивать опалубку, вязать арматуру, заливать бетон и ждать около месяца, пока он полностью высохнет и наберёт прочность.

Соответственно, в местах с холодным климатом плита будет лежать в зоне возможного промерзания грунта, и потребуется использование морозостойкого бетона, способного выдержать большое количество циклов заморозки-разморозки без существенной потери прочности и несущей способности.

Параметр морозостойкости указывается в характеристиках бетона после буквы F. Например, маркировка F-200 означает, что материал может выдержать 200 сезонных переходов от сильных минусовых температур, до высоких плюсовых. Иными словами, 200 смен времён года, т. е. 200 лет. Для южных регионов можно не брать морозостойкий бетон, потому что даже в самые холодные зимы температура не опустится до той, при которой бетон сможет промёрзнуть.

Такой фундамент выполняется под всё здание, соответственно, требует больших затрат материалов (арматуры и бетона), а значит и высокую стоимость.

Технические характеристики

Плитный фундамент называется плавающим, потому что при любых подвижках в грунте – осадка, пучение, сезонные изменения и т. д., сдвинется вся плита целиком. Это означает, что не будет происходить локальных деформаций – частичной просадки или подъема куска здания.

Жесткое и объёмное армирование в плите позволяет справляться с постоянно меняющимися нагрузками в разных частях здания.

Если сделать такой фундамент мелкозаглублённым, то его верх одновременно будет служить черновым полом первого этажа, потребуется лишь уложить напольное покрытие. Однако тогда в здании не получится устроить подвал.

Однако если заложить плиту на большую глубину, то устройство подземных помещений становится возможным. Но в таком случае значительно возрастёт объём земляных работ, и в устройстве котлована под фундамент будет не обойтись без специальной техники.

Сферы применения

Этот тип фундамента может быть применим в случае:

• больших нагрузок на здание;
• слабых грунтов основания (в т. ч. для торфяников, заболоченных участков);
• близости грунтовых вод к поверхности.

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

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 кубатуру фундамента

Учитывать массу фундамента лучше рассчитывая его объем: эта цифра вам пригодится при заливке фундамента: будете знать, сколько заказывать бетона или сколько материалов потребуется закупить.

Все исходные данные уже известны: высота, ширина и длина ленты. Их перемножаете, получаете кубатуру фундамента.

Например, посчитаем объем фундамента для рассчитанной ранее ленты: длинна 44 м, ширина 30 см (0,3 м), высота 1,75 м.  Перемножаем: 44 м * 0,3 м * 1,75 м = 23,1 м3. Фактически расход, скорее всего, будет немного больше: порядка 25 кубов. На эту цифру и ориентируйтесь при заказе бетона.

Кубатура фундамента рассчитывается исходя из найденных (предполагаемых) размеров ленты: длины, высоты и ширины путем их перемножения

От чего зависит глубина закладки?

К факторам, влияющим на глубину закладки основания, относятся:

• Уровень подземных вод,
• Состав грунта,
• Уровень промерзания почвы,
• Общая нагрузка от здания.

Уровень подземных вод

Основание ленточного фундамента должно располагаться над уровнем залегания подземных вод минимум на 0,5 м. Более близкое расположение затруднит обустройство цокольного этажа и подвала, кроме того, фундамент будет постоянно отсыревать и разрушаться под воздействием влаги.

Если глубина залегания грунтовых вод 2 м и меньше, дополнительно потребуется устройство дренажа. Если уровень подземных вод больше 2 м, на глубину заложения фундамента это не влияет.

Чтобы самостоятельно определить уровень залегания водоносного слоя на участке, нужно сделать при помощи садового бура несколько скважин глубиной от 2 до 2,5 метров. Самое оптимальное время для этого – ранняя весна, когда вода поднимается до максимальной отметки после таяния снега.

Через 2-3 дня можно выполнить замеры в скважинах и узнать, насколько высоко проходит водоносный слой. Если по прошествии этого времени дно и стенки остались сухими, подземные воды учитывать при закладке фундамента не нужно.

Тип грунта

Плотность и состав почвы имеют первостепенное значение при расчетах, ведь от этого зависит степень просадки фундамента и его прочность. Все грунты делят на следующие типы:

• Скалистый. Скалистый грунт не подвергается пучению, не оседает, не накапливает влагу. Ленточный и монолитно ленточный фундамент на таких грунтах заглубления не требует,
• Крупнообломочный. Крупнообломочный тип почвы состоит из гравия, камней и щебня, а пустоты между ними заполняет глина или песок. В этом случае минимальная глубина закладки составляет 45-50 см,
• Глинистый. Глинистые почвы относятся к пучинистым, они глубоко промерзают, долго удерживают влагу, дают неравномерную усадку. Глубина заложения на глинистом грунте не должна быть меньше 75 см,
• Песчаный. Песчаный грунт отличается повышенной подвижностью, поэтому при закладке фундамента углубление производят до твердой почвы. Максимальное значение равняется 2,5 м,
• Чернозем. Чернозем для строительства непригоден, а потому при закладке фундамента слой чернозема обязательно снимают до твердого основания.

Уровень промерзания

При низком залегании водоносного слоя глубина закладки фундамента равна ½ значения промерзания, но только на слабопучинистых и твердых грунтах. То есть, если земля промерзает на глубину 1,5 м, траншею под фундамент роют на глубину 75 см.

На пучинистых почвах глубина закладки должна быть на 20-30 см ниже уровня промерзания. Недостаточно заглубленный фундамент деформируется под воздействием силы пучения, на нем появляются трещины, затем происходит разрушение конструкции. Правильно определить глубину промерзания почвы в отдельном регионе поможет таблица:

Какой должна быть глубина заложения ленточного фундамента: основные положения, расчеты Точность расчетов при закладке ленточного фундамента является залогом долговечности и надежности постройки. Одна из основных величин – глубина заложения, расчётная величина оказывающая влияние на проектные работы. Чтобы правильно ее рассчитать, необходимо знать, какие факторы влияют на данный параметр. Для этих вычислений есть простые формулы, поэтому определить нужную глубину закладки фундамента сможет и неспециалист.