Рассчитать ленточный фундамент своими руками
Наиболее популярны в частном строительстве ленточные фундаменты. Они могут использоваться под разные дома на различных типах грунтов, расчет их можно сделать своими руками. Для этого не нужны знания высшей математики или сопромата. Есть метод, при котором все просто, правда, громоздко: придется собирать много данных. Этот расчет ленточного фундамента называется «по несущей способности грунта». Но предварительно вам нужно будет собрать нагрузки от дома: рассчитать какая масса будет приходится на каждый квадратный метр (сантиметр) основания. Затем, подбирая ширину подошвы фундамента, выбрать оптимальную ее ширину.
В этой статье описан метод расчета параметров ленточного фундамента (ширины) по несущей способности грунтов
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.
Сбор нагрузок на фундамент
На этом этапе суммируется масса всех строительных материалов, которые используются для строительства:
- стен — внешних и внутренних (берется площадь общая, не учитывая вырезы на двери и окна);
- перекрытий пола и материалов для него;
- потолка и потолочного перекрытия;
- стропильной системы и кровельных материалов;
- лестниц и других внутренних элементов дома;
- наружной тепло- ветро- изоляции и отделки;
- цоколя и фундамента (для начала — ориентировочно);
- крепежа (гвозди, саморезы, шпильки и т.д.)
Таблица усредненных нагрузок от разных типов узлов дома. ее можно использовать на предварительном этапе — когда вы оцениваете примерный уровень затрат
Как уже говорили, к этому моменту уже должен быть готов план здания с более-менее точными размерами. Расчет массы используемых строительных материалов несложен: находите площадь, на которой он будет расположен, умножаете на удельный вес, получаете массу.
Если рассчитываемый элемент прямоугольный, его площадь находите, перемножив длину сторон. Если считаете в метрах, получаете м 2 . Умножив на толщину материала в тех же единицах (в метрах) получаете объем в кубометрах — м 3 . Так работать будет удобнее: большая часть удельной массы стройматериалов дается в килограммах на кубометр (кг/м 3 ). Перемножив найденный объем с удельным весом материала получаете массу материала для этой плоскости.
Пример расчета массы стены
Чтобы стало понятнее, приведем пример. Посчитаем сколько весить будет стена из профилированного соснового бруса 150*150 мм, с обшивкой из липовой вагонки толщиной 14 мм, обрешетка из соснового бруска 50*20 мм. Стена длиной 4 м и высотой 2,8 м.
Удельный вес закупленного соснового бруса (может быть разным) 570 кг/м 3 , вагонки 530 кг/м 3 , бруска 510 кг/м 3 .
Пример расчета нагрузки стены
Площадь стены: 4 м * 2,8 м = 11,2 м 2 .
Объем бруса в стене будет 11,2 м 2 * 0,15 м (толщина бруса) = 1,68 м 3 .
Умножив объем на удельный вес бруса, получим массу стены: 1,68 м 3 * 570 кг/м 3 = 957,6 кг.
Теперь находим объем вагонки на стене: 11,2 м 2 * 0,014 м (толщина вагонки) = 0,16 м 3 .
Сколько весит вагонка узнаем, умножив ее удельный вес на объем: 0,16 м 3 * 530 кг/м 3 = 84,6 кг.
Количество обрешетки считают по-другому: определяем сколько планок прибивается. Мы будем прибивать обрешетку вдоль с шагом 60 см. Получится 5 планок длиной 4 м. Погонных метров всего будет 20. Теперь находим объем: 20 м.п. * 0,05 м * 0,02 м = 0,02 м 3 .
Теперь находим массу обрешетки: 0,02 м 3 * 510 кг/м 3 = 10,2 кг.
Теперь находим массу всех материалов для стены: 957,6 кг + 84,6 кг + 10,2 кг = 1052,4 кг.
Думаем, принцип понятен. Но считать так каждую стену долго. Дальше можно сделать проще: определить, сколько весит один квадратный метр стены, затем найти площадь всех стен, имеющих такую же отделку и получить общую их массу.
Мы рассчитали, что масса стены площадью 11,2 м 2 будет 1052,4 кг. Получается, что один квадрат весит 1052,4 кг / 11,2 м 2 = 93,96 кг/м 2 . Теперь посчитав, площадь всех стен с такой отделкой, можем найти их общую массу. Пусть общая их площадь 42 м 2 . Тогда весить они будут 42 м 2 * 93,96 кг/м 2 = 3946,32 кг.
По такой методике находите массу всех перечисленных элементов. Если они имеют сложную геометрию, разбиваете их на простые фигуры и так определяете площадь. С остальным проблем быть не должно.
Полезная нагрузка дома
Кроме стройматериалов на фундамент будет давить вся обстановка в доме: мебель, техника, люди и т.д. Считать все это очень уж долго, так что при планировании принимают, что на один квадратный метр площади полезная нагрузка составляет 180 кг/м 2 . Чтобы узнать общую полезную нагрузку дома, его площадь (всех этажей) умножаете на эту цифру.
В общую нагрузку от дома необходимо добавить нагрузку от всех предметов интерьера, техники и т.д.
Снеговая нагрузка
В большинстве регионов необходимо еще учитывать нагрузки на фундамент от снега. Снеговые нагрузки определены по регионам (смотрите фото), их значения приведены в таблице.
Но так как кровли разные, а них скапливается разное количество снега. Потому в зависимости от угла ската применяются коэффициенты:
- угол наклона меньше либо равен 25° — коэффициент равен 1 (снеговая нагрузка берется из таблицы без изменений);
- угол наклона больше либо равен 60° — коэффициент равен 0 — снеговая нагрузка не учитывается.
Во всех остальных случаях (угол наклона кровли от 25° до 60°) значения выбирают от 0 до 1 (строят график и по нему определяют коэффициент).
Как рассчитать снеговую нагрузку на кровлю? Вы нашил свой регион, знаете среднюю нагрузку на квадрат кровли, определили коэффициент. Теперь необходимо общую площадь кровли умножить на все эти цифры.
Снеговые нагрузки по Украине (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Пример: пусть снеговая нагрузка в регионе 180 кг/м 2 , общая площадь кровли 65 м 2 , коэффициент учета угла ската кровли 0,82 (угол наклона около 30°). Находим снеговую нагрузку: 65 м 2 * 180 кг/м 2 * 0,82 = 9594 кг.
Эту нагрузку необходимо будет добавить к массе дома и его полезной нагрузке.
Расчет ленточного фундамента: определяем ширину подошвы
При расчете ленточного фундамента необходимо будет определить два его параметра:
Третий — длина — известен. Это сумма длин всех стен, под которыми будет закладываться фундамент.
Глубина заложения во многом определяется в зависимости от типа находящихся под подошвой грунтов. Общие рекомендации можно найти в таблице, а описание определения глубины заложения читайте в статье «Какой глубины должен быть фундамент».
Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Пусть мы примем, что глубина залегания фундамента для наших условий — ниже уровня промерзания грунта, высота цоколя — 20 см. Грунт промерзает в нашем регионе на 1,4 м. По рекомендациям фундамент должен находится на 15 см ниже уровня промерзания. Получаем общую высоту: 1,4 м + 0,2 м + 0,15 м = 1,75 м.
Теперь нужно рассчитать ширину ленточного фундамента. Она зависит от расстояния, на котором находятся стены и материала, из которого будем его строить. Рекомендованные значения приведены в таблице.
Выбираете ширину фундамента в зависимости от материала и расстояния между стенами (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Расчет нагрузки на фундамент
Теперь нужно найти, с какой силой будет давить дом на фундамент. Для этого общую массу дома (масса всех элементов + полезная нагрузка + снеговая) делим на площадь фундамента.
Площадь ленточного фундамента находим умножив ее длину на выбранную в предыдущем пункте ширину. Потом общую нагрузку от дома делим на площадь фундамента в квадратных сантиметрах. Получаем удельную нагрузку на каждый квадратный сантиметр ленточного фундамента.
Пример. Пусть нагрузка от дома 408000 кг, площадь ленточного фундамента (длинна 4400 см, ширина 30 см) — 132000 см 2 . Разделив эти значения, получаем: на каждый сантиметр давит 3,09 кг.
Теперь необходимо узнать, выдержат ли грунты под подошвой фундамента это значение. Любой грунт в состоянии выдержать какое-то давление. Эти значения просчитаны и занесены в таблицу. Находим тип грунта под подошвой фундамента (определяется геологическими исследованиями) и смотрим его удельную несущую способность.
Несущая способность грунтов — сравниваем найденную нагрузку от дома с нормативной для вашего грунта
Если несущая способность грунта больше чем нагрузка от дома, все выбрано правильно. Если нет, необходимо вносить корректировки.
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.
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 м 3 . 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
Источник
Ленточный фундамент своими руками: виды, глубина заложения, пошаговая инструкция по возведению
Строительство зданий начинается с несущего основания, которое определяет не только срок службы самого строения, но и формирует комфорт и микроклимат внутри помещений. Ленточный фундамент является одним из самых популярных типов оснований, используемых как для строительства частного жилья, так и для сооружения технических построек.
Особенности ленточного фундамента
Ленточный фундамент — это несущее основание, представляющее собой замкнутый контур в виде ленты из железобетона, кирпича и блочных строительных материалов. Лента возводится под несущими стенами здания, что способствует равномерному распределению нагрузки и её дальнейшей передаче в нижележащие слои грунта.
Для изготовления монолитного ленточного фундамента используются высокопрочные марки бетона
Конструкция ленточного фундамента позволяет возводить строения как из дерева и пенобетона, так и из кирпича и бетонных блоков. При возведении фундамента требуется проведение большого количества земельных и строительных работ. Несмотря на это, ленточный фундамент пользуется популярностью как со стороны дачников и владельцев загородных участков, так и в среде профессионалов.
Обустройство фундамента выполняется на заранее утрамбованной подушке из песка и гравия. После затвердевания несущая лента покрывается изоляционным материалом, который будет защищать целостность железобетонной поверхности. Если общий вес возводимого строения небольшой (до 50 тонн), то подготовкой подстилающей подушки можно пренебречь.
Конфигурация несущей ленты зависит от формы стен возводимого здания
К конкурентным преимуществам ленточного фундамента можно отнести:
- проверенную и отточенную годами технологию. Правильно выполненное основание будет равномерно распределять оказываемую на него нагрузку без риска обрушения несущих конструкций здания;
- прочность. Монолитная конструкция фундамента обеспечивает высокую надёжность и долговечность. При соблюдении технологии срок службы фундамента может достигать 100 лет и более;
- универсальность. Ленточный фундамент можно использовать как для пучинистых и подвижных типов грунта, так и для суглинистых и глинистых типов почвы. Для повышения эксплуатационных качеств возможно комбинирование с вертикальными сваями и опорами.
К недостаткам можно отнести то, что возведение ленточного фундамента является весьма трудоёмким процессом, требующим вложения немалого количества финансов. В среднем стоимость несущего основания составляет 15–20% от общего бюджета, выделяемого на постройку дома.
Технология возведения фундамента предполагает, что заливка ленты будет выполнена за рабочую смену, а такой объём бетонной смеси подготовить даже при помощи бетономешалки проблематично. Из-за этого возникает необходимость закупки бетона у производителя, что также является весомой тратой.
Виды ленточного фундамента по глубине заложения
Согласно СНиП 3.02.01–87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» ленточные несущие основания классифицируются по двум признакам:
- по глубине заложения;
- по способу устройства.
Глубина заложения фундамента зависит от несущей способности почвы и расчётной нагрузки, которая будет оказываться на возводимый фундамент. Несущая способность почвы определяется исходя из её типа, глубины промерзания и наличия грунтовых вод на участке, где планируется постройка здания. О конструкции и способе устройства ленточного фундамента читайте в следующем разделе.
Мелкозаглублённый ленточный фундамент
Мелкозаглублённый ленточный фундамент представляет собой ленту из бетона и армирующего каркаса, находящуюся на небольшой глубине в земле. Минимальный уровень заложения зависит от глубины промерзания грунта, его пучинистости и высоты грунтовых вод.
Мелкозаглублённый ленточный фундамент может быть изготовлен из железобетона, кирпича или пеноблоков
К примеру, если грунтовые воды высокие, а глубина промерзания почвы большая, то на фундамент будут воздействовать как боковые, так и касательные силы пучения, которые будут сдавливать и вытеснять мелкозаглублённую несущую ленту. И наоборот — чем ниже уровень грунтовых вод и выше уровень промерзания грунта, тем меньше воздействие сил пучения.
Рекомендуемое минимальное заглубление ленточного фундамента можно узнать в СНиП II–Б.1–62. Для ознакомления предлагаем таблицу, составленную на основе данных из этого документа. В среднем по России глубина заложения варьируется от 0,4 до 0,75 м. Дополнительно можно рассмотреть глубину сезонного промерзания почвы в регионе, где планируется заложения несущего основания.
Таблица: глубина заложения фундамента в зависимости от уровня промерзания грунта
| Глубина промерзания непучинистых типов грунта | Глубина промерзания слабо пучинистого грунта полутвёрдой консистенции | Глубина заложения фундамента |
| до 2 метров | до 1 метра | 0,5 м |
| до 3 метров | до 1,5 метров | 0,75 м |
| более 3 метров | от 1,5 до 2,5 м | 1 м |
| от 2,5 до 3,5 м | 1,5 м |
Глубина заложения мелкозаглублённого ленточного фундамента в центральном регионе России не должна быть меньше 0,5 м
Возведение мелкозаглублённых ленточных фундаментов рекомендовано в следующих случаях:
- в регионах с высокой среднегодовой температурой и малой глубиной промерзания грунта;
- при строительстве частных домов по каркасной технологии, а также построек из газобетона, пенобетона и других материалов с малым весом;
- при утеплении несущего основания с внешней стороны вкупе с обустройством отмостки из щебня, песка и бетона.
Возведение мелкозаглублённого ленточного фундамента на грунте, состоящем из торфа, сапропели, ила и других органических отложений, категорически запрещено. Не рекомендуется возводить этот тип ленточного основания на смешанных и пучинистых типах грунта, перенасыщенных влагой.
Заглублённый ленточный фундамент
Заглублённый фундамент или фундамент глубокого заложения представляет собой несущую железобетонную или сборную ленту, находящуюся ниже, чем уровень промерзания грунта на 20–30 см.
Глубина заложения несущей ленты может достигать 1,5–2 м в зависимости от уровня промерзания почвы
Основная идея глубокого заложения несущей ленты — опора на плотные слои грунта, имеющие более высокую несущую способность. Этот вид фундамента подразумевает ещё большие объёмы земляных работ и затрат бетонной смеси.
Возведение ленточного фундамента глубокого заложения рекомендовано:
- в регионах с низкой температурой в зимний период и промерзанием почвы на большую глубину;
- если планируется строительство двух- или трёхэтажного дома из кирпича, железобетонных блоков и плит;
- при наличии мелкозернистых типов грунта, перенасыщенных влагой.
Помимо этого, заглублённый фундамент позволяет обустроить подвал. При качественной изоляции и достаточном утеплении возможно обустройство цокольного этажа, предназначенного для проживания или хранения вещей.
Виды ленточного фундамента по способу устройства
В зависимости от конструктивных особенностей ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными. Они же, в свою очередь, могут подразделяться на монолитные фундаменты с вертикальными опорами и сборные ленты из кирпича или пеноблока.
Монолитный ленточный фундамент
При устройстве монолитного ленточного основания армирование и заливка фундамента выполняются непосредственно на строительном объекте. В результате достигается общая целостность и неразрывность несущей ленты.
Монолитный ленточный фундамент представляет собой неразрывную железобетонную ленту по всему периметру строения
В зависимости от геологии участка глубина заложения монолитного фундамента варьируется от 80 до 250 см. При строительстве частных домов глубина заложения редко превышает 150 см.
Монолитные типы фундаментов, независимо от технологии, применяются для постройки объектов различного назначения на пучинистых и подвижных типах грунта. Монолитность конструкции обеспечивает высокую прочность и надёжность несущего основания.
Свайно- и столбчато-ленточный фундамент
Свайно-ленточные и столбчато-ленточные типы фундаментов представляют собой монолитную ленту из железобетона, расположенную на опорах, заглублённых в землю. По сути, эти типы фундаментов — не что иное, как модернизированный вариант свайных или столбчатых фундаментов с ростверком.
Столбы или сваи располагаются по периметру фундамента с шагом 2 м
В первом случае в качестве опор используются стальные изделия в виде свай различной длины, которые ввинчиваются в грунт ручным или автоматизированным способом. Во втором — опоры изготавливаются из той же бетонной смеси, которая используется для заливки несущей ленты.
Обустройство свайных и столбчатых фундаментов ленточного типа обосновано только при строительстве объектов на участках с большой глубиной промерзания почвы. Стальные сваи или железобетонные столбы, заглублённые ниже уровня промерзания грунта, будут распределять нагрузку, которая передаётся от железобетонной ленты.
Сборный ленточный фундамент
Основным материалом для возведения сборного ленточного фундамента являются железобетонных фундаментные блоки (ФБС), изготовленные из тяжёлых марок бетона. Из блоков формируется несущая лента фундамента, которая располагается по периметру и площади будущего строения. Для соединения блоков между собой используется бетон марки М350 и стальная арматура Ø15 мм.
После сборки фундамента внешняя поверхность несущего основания обрабатывается гидроизоляционными материалами. Наиболее часто используется битумная мастика и специальные битумные мембраны, которые имеют самоклеящуюся основу.
Сборный ленточный фундамент состоит из железобетонных фундаментных блоков, связанных бетоном
Главное преимущество сборного ленточного фундамента — это малые сроки возведения. В отличие от монолитного основания не придётся ждать набора минимальной прочности бетонной смеси. К постройке дома можно приступать уже через несколько дней с момента сборки ленты.
Несмотря на это преимущество, сборный ленточный фундамент используется для строительства частных домов чуть реже, чем монолитное основание из бетона. Во многом это связано с тем, что сборная конструкция не подходит для использования на подвижных типах грунта. При одинаковой толщине показатели прочности сборной конструкции ниже монолитной на 20–30%.
Ленточный фундамент из кирпича
Ленточные фундаменты из кирпича представляют собой сборную конструкцию и часто используются для строительства одноэтажных домов по каркасной технологии. Для изготовления ленты применяется обожжённый полнотелый кирпич. Глубина заложения — 40–50 см.
Ленточный фундамент из кирпича отличается высокой ремонтопригодностью, но требует обустройства качественной гидроизоляции
После сборки, как и в случае с блоками, необходимо обустройство полноценного гидроизоляционного слоя. К преимуществам этого фундамента можно отнести:
- жёсткость конструкции;
- высокую ремонтопригодность;
- простоту обустройства.
Если проводить более детальное сравнение кирпича с железобетонными блоками, то фундаменты из блоков отличаются меньшей гигроскопичностью и более высокой прочностью. Кирпич более хрупок, что влияет не только на периодичность проводимого ремонта, но и на срок службы конструкции в целом. С учётом этого ленточный фундамент из кирпича рекомендуется возводить на участках с сухой и твёрдой почвой, а также при низком залегании грунтовых вод.
Как сделать ленточный фундамент для дома
Для того чтобы приступить к строительству ленточного фундамента, потребуется выполнить расчётные операции, во время которых необходимо выяснить глубину заложения фундамента и ширину несущей ленты. При возможности эти работы можно делегировать и обратиться в проектно-строительную организацию, где вам рассчитают все необходимые параметры, на основе которых будет составлен проект будущего фундамента.
Расчёт ленточного фундамента
Если вы решили провести изыскания почвы и составление проекта самостоятельно, то будьте готовы, что даже небольшая допущенная ошибка может привести к разрушению дома. Особенно если вы планируете постройку двух- или трёхэтажного здания.
Таблица: глубина заложения ленточного фундамента в зависимости от типа грунта
| Вид строения | Нагрузка на грунт в кН/м 2 | Глубина залегания ленточного фундамента (см) в зависимости от типа грунта | |||||
