Как правильно рассчитать фундамент под дом

Фундаменты и основания проектируют так, чтобы они были устойчивыми и прочными. Расчет фундамента делается с учетом несущей способности и деформации грунта для определения оптимальной конструкции и размеров. Опора под действием нагрузок несколько смещается, что недопустимо по нормам эксплуатации строения. Из-за этого фундаменты рассчитываются методом предельных состояний, так, что малое увеличение усилий приводит к разрушению.

Выбери тип фундамента для своего дома

Прочитайте статью Выбор фундамента для частного дома на пучинистом грунте

Выбери тип фундамента для своего дома
Выбери тип фундамента для своего дома

Какой фундамент выбрали Вы? Голосуйте! Узнайте, что выбрали другие.

Выбери тип фундамента для своего дома
Выбери тип фундамента для своего дома

Фундамент для дома на пучинистых грунтах?

Выбери тип фундамента для своего дома
Выбери тип фундамента для своего дома

Смотреть! — все опросы

Выбери тип фундамента для своего дома
Выбери тип фундамента для своего дома

Еще статьи на эту тему

  • Канализация в частном загородном доме своими руками
  • Как сделать автономный накопительный септик для дома своими руками
  • Устройство встроенной душевой из плитки в ванной или санузле
  • Цемент, песок, щебень — подбор и расход материалов на 1 куб бетона
  • Мансардный этаж, мансарда — достоинства и недостатки
  • Септики и станции очистки Евролос стоков автономной канализации
  • Звукоизолирующие каркасные перегородки из гипсокартона своими руками
  • Солнечный коллектор — водонагреватель для дома, бассейна

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

При расчете фундамента необходимо знать характеристики грунта и будущие нагрузки

Углубленность в грунт зависит от типа строения и его конструкции. Для расчета собираются нагрузки, действующие на основание. Геологические условия, степень пучения почвы, осаждение и промерзание являются важными показателями для расчета фундамента. Глубина заложения принимается не меньше 0,5 м (исключая скальные породы).

В каждом случае углубление рассчитывается по индивидуальным правилам так, чтобы принять минимальную величину для снижения объема выемки грунта, уменьшить работы по реструктурированию почвы ниже подошвы котлована. Упрощается водоотведение с участка при выборе оптимальной степени заглубления основания в грунт.

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

Правила определения глубины заложения:

  • подошва опускается в толщу несущего слоя на 10 – 15 см;
  • не допускается присутствие под подошвой основания грунта небольшой толщины, если его технические характеристики уступают свойствам подкладываемого слоя;
  • закладку делают выше отметки подъема грунтовой жидкости для исключения работ по водопонижению при строительстве.

Величина углубления оснований назначается без учета степени промерзания под внутренними стенами в строениях с отоплением, если грунты предохраняются от увлажнения с начала строительства и до ввода в работу.

Общие положения

Расчёт винтовых свай и дальнейшее строительство по нормативным документам должно выполняться в следующей последовательности:

Определение параметров грунтового основания.

Общие положения

Для этого производятся инженерно-геологические исследования. В результате мы должны знать показатели несущей возможности грунтов, их плотность и составляющие, а также физико-химические нагрузок. В данном случае учитывается вес всего дома с мебелью и прочим техническим инвентарём, а также динамические нагрузки (вес снежного покрова, ветровая нагрузка и т.

п.).Предварительный расчёт. На данном этапе составляется приблизительная схема будущих свайных данные, полученные в ходе предварительного проектирования, пропускаются через специальную программу, учитывающую особенности грунтов, показатели веса объектов,  ветровые воздействия и т. д.

В ходе этого данные уточняются и оптимизируются. Итогом данного этапа становятся уточнённые данные конструкций фундамента, подогнанные под конкретные геологические и природные условия этапом расчётов станут рабочие чертежи свайного поля. После этого можно начинать строительство домов на сваях.

Общие положения

Винтовые сваи для разных типов грунтов

Как расчитать общий вес будущего дома

Процесс это достаточно длительный и ответственный. Заметим сразу, что точный вес до килограмма определить невозможно, так как он будет колебаться на 1500-2000 кг даже в зависимости от влажности воздуха, не говоря уже об осадках, удельном весе некоторых материалов. Но примерную тяжесть всей  конструкции рассчитывают исходя из нескольких показателей, таких как:

  • вес одного квадратного метра крыши в зависимости от ее типа, наличия утеплителя, разновидности кровельного покрытия;
  • цоколь, наличие армирования, дополнительной отделки;
  • потолок с отделочными материалами, утеплителями, другими компонентами;
  • наличие лестничных конструкций, которые опираются непосредственно на фундамент;
  • полы, напольные покрытия, перемычки, которые лежат на основании;
  • почва, находящаяся выше уровня цоколя (это высчитывается только в некоторых случаях при конструировании сложных строений);
  • расчет возможного порыва ветра, а также осадков, особенно зимой.

Все эти пункты являются очень важными, их нельзя опускать при создании проекта будущего фундамента, так как ошибка может стать причиной образования трещины или даже разрушения всей конструкции. Рассмотрим подробнее нагрузки, которые оказываются на основание дома.

  1. Удельный вес одного квадратного метра стены. Для облегчения расчетов можно использовать стандартный вес для самых ходовых строений. Например, 1м2 каркасной стены толщиной в 15 сантиметров (наиболее ходовые размеры) будет весить от 45 до 55 килограмм, в зависимости от качества материала, его влажности, других показателей. Стена из соснового бруса будет намного тяжелее, здесь необходимо рассчитывать на 85-105 кг, то же в зависимости от погодных условий, материала. Если речь идет об обычном кирпичном доме, у которого стена 20 сантиметров, сделана из силикатного кирпича, то меньше чем на 280 кг рассчитывать не стоит, если брать максимально – 340 килограмм. Самым тяжелым материалом является железобетонная конструкция. 1 квадратный метр стены в 15 сантиметров будет весить 380-420 килограмм. Выполняя расчет нагрузки на фундамент, нужно брать максимальное значение, чтобы был всегда запас прочности.
  2. Расчет массы перекрытия. Несмотря на то, что потолок кажется достаточно легким, состоит в основном из дерева (или тонкого слоя бетона), утеплителя, его вес иногда бывает намного больше стен. К примеру, 1 квадратный метр чердачного перекрытия с деревянными балками и утеплительным материалом плотностью около 220 кг/м2 будет весить около 120 кг, а вот точно такое же перекрытие, только цокольное будет иметь массу не более 170 кг. Наиболее увесистым будет железобетон – 500 кг. То есть, при расчете нагрузки на основание сооружения обязательно учитывать эту особенность.
  3. Кровля. Она также может оказывать неслабое давление, даже самая легкая листовая сталь дает нагрузку в 35 кг/1 квадратный метр. Наиболее увесистой является гончарная черепица (85 кг).

Это самые важные показатели, которые берутся при расчете общей массы, которая будет давить на цоколь помещения. Но они далеко не последние. Кроме них есть еще субъективные факторы нагрузки, которые нужно брать для расчета предельно допустимого давления. Рассмотрим их подробнее.

  1. Снежная масса. Здесь берется коэффициент в зависимости от географического положения данного строения. Для умеренной климатической зоны в России принято добавлять 120 кг/м2 кровли, а вот в северных регионах не менее как 190 кг/м2. Конечно же, лучше брать с запасом.
  2. Ветер. Он давит не сильно, но тонны 4-5 на дом общей площадью в 60 квадратов добавить нужно, причем это далеко не предел. На 1 метр  может добавляться до 45 килограмм, при угле ската в 45 градусов и ветре 25 м/с. Если угол больше, ветер сильнее, нагрузка на фундамент может вырастать до 65 кг.
  3. Относительная влажность. Это незначительный фактор, но учитывать его надо. При нахождении кирпичного сооружения в среде с влажностью 65 и 90% разница может составлять около 2 тонн на стандартном строении в 65 квадратов.

Сбор нагрузок на фундаменты, пример которых мы рассмотрели, является полным, но к нему нужно добавить 20% на возможные погрешности или особенности климатической зоны. Тогда можно считать процесс подсчета наземной части завершенным.

Определение несущей способности грунта

Ниже приведена таблица, с помощью которой можно разобраться с несущей способность грунта. Зная, какой тип грунта вы извлекли при пробном бурении, не составит его найти в таблице, и получить больше информации.

Тип почвы Несущая способность
Супесь От 2 до 3 кгс/см2
Щебенистая почва с пылевато -песчаным заполнителем 6 кгс/см2
Плотная глина От 4 до 3 кгс/см2
Щебенистая почва с заполнителем из глины От 4 до 4.5 кгс/см2
Среднеплотная глина От 3 до 5 кгс/см2
Гравийная почва с песчаным заполнителем 5 кгс/см2
Влагонасыщенная глина От 1 до 2 кгс/см2
Гравийная почва с заполнителем из глины От 3.6 до 6 кгс/см2
Пластичная глина От 2 до 3 кгс/см2
Крупный песок Среднеплотный — 5, высокоплотный — 6 кгс/см2
Суглинок От 1.9 до 3 кгс/см2
Средний песок Среднеплотный — 4, высокоплотный — 5 кгс/см2
Песок, супеси, глина, суглинок, зола От 1.5 до 1.9 кгс/см2
Мелкий песок Среднеплотный — 3, высокоплотный — кгс/см2
Сухая пылеватая почва Среднеплотная — 2.5, высокоплотная — 3 кгс/см2
Водонасыщенный песок Среднеплотный — 2, высокоплотный — 3 кгс/см2
Влажная пылеватая почва Среднеплотная — 1.5, высокоплотная 2 кгс/см2
Водонасыщенная пылеватая почва Среднеплотная — 1, высокоплотная — 1.5 кгс/см2

Таблица 1: Расчетное сопротивление разных видов грунтов

Расчет потребности арматуры

Перед началом работ важно правильно оценить и потребность материалов для обеспечения армирования фундамента. Расчет проводится следующим образом.

Ленточный фундамент

Для него обычно используется 2 горизонтальных ряда стальной арматуры периодического профиля диаметром 10-14 мм.

Читайте также:  Гидроизоляционные материалы — Гидроизоляция

Для вертикальной и поперечной увязки можно применять гладкие стержни диаметром 8-10 мм.

Связка стержней между собой обеспечивается стальной вязальной проволокой.

Пример расчета для дома 6х8 м. Общая длина фундамента – 28 м. Для продольного армирования используется арматура диаметром 12 мм, и она укладывается по 2 штуки в каждом ряду (в сечении – 4 штуки). Стандартная длина стержней – 6 м.

При соединении применяется нахлест в 0,2 м, а стыков потребуется на 28 м не менее 5. Для горизонтальной армировки нужно 28х4=112 м. Дополнительно, на нахлесты – 5х4х0,2=4 м. Общий итог – 116 м.

Для вертикальной увязки нужны стержни диаметром 8 мм. При высоте фундамента 1,4 м длина каждого стержня составит 1,2 м. Устанавливаются они с шагом 0,6 м, т.е. количество стержней на всю длину 2х28/0,6=94 штуки.

Общая длина составит 94х1,2=113 м. В поперечном направлении связка обеспечивается в тех же точках. При ширине ленты 0,4 м длина каждого стержня составляет 0,3 м. Потребность определится, как 94х0,3=29 м. Общая потребность в арматуре диаметром 8 мм составит 142 м.

Потребность в вязальной проволоке определяется по количеству узлов. В одном сечении их 4 штуки, а общее количество 4х28/0,6 =188. Для одной связки потребуется порядка 0,3 м проволоки. Суммарная потребность – 0,3х188=57 м.

Расчет онлайн размеров, потребности арматуры и бетона

Столбчатый

Расчет потребности арматуры

Арматура устанавливается в вертикальном положении (стержни диаметром 10-12 мм), увязанные в поперечном сечении стержнями диаметром 6-8 мм. на один столб требуется 4 основных стержня, а увязка производится в 3-х местах.

В рассматриваемом примере (заглубление 1,4 м) для одного столба нужно 4х1,4=5,6 м арматуры периодического профиля диаметром 10 мм. Для поперечной увязки используются стержни длиной 0,3 м.

Их общая потребность 3х4х0,4= 4,8 м. Вязальной проволоки нужно 3х4х0,3 м=3,6 м.

Онлайн расчет размеров, потребности арматуры и бетона

Плитный

Обычно армирование производится из стальных стержней диаметром 6-8 мм, уложенных в виде сетки в один ряд. Шаг укладки составляет 0,3 м. Для дома 6х8 м потребуется по ширине 6/0,3=20 стержней, а по длине – 8/0,3=27 штук.

Общая длина составит (27х6)+(20х8) =382 м. Количество пересечений стержней – 27х20=540, т.е. вязальной проволоки нужно 540х0,3=162 м.

Калькулятор онлайн размеров, а также потребности арматуры и бетона

Правильная заготовка материалов позволяет избежать проблем при строительстве. При покупке их стоит учитывать наличие строительных навыков. Отсутствие опыта может приводить к незапланированным отходам.

Строительство фундамента любого типа требует проведения расчетов. Без учета реальных нагрузок и состояния грунта невозможно обеспечить надежную его конструкцию.

Несоответствие его размеров нагрузкам может привести к проседанию сооружения, а то и к его разрушению. Точный расчет могут провести только специалисты, но необходимый оценочный расчет способен осуществить любой человек.

Расчет характеристик

Допустимая горизонтальная нагрузка на одну свайную опору рассчитывается на основании общего равномерного распределения на каждый опорный элемент. При этом ростверковая конструкция применительно к сваям устанавливается бесконечно жесткой.

В случае изготовления индивидуальных ростверков под каждой из колонн, а также в варианте использования ленточных технологий, следует обратиться к предписывающим нормативам СНиП , на основе которых высчитывается общая совокупность допустимых усилий. При необходимости выполняют подсчет на возможное формирование трещин на основное и дополнительное сочетание нагруженности по установленным правилам.

Согласно названному сборнику правил, допустимые значения ширины образования трещин не должны превышать показателей в 0,3 мм.

Для определения допустимого значения на продавливание следует придерживаться следующей формулы:

где F пер – общая продавливающая сила, которая рассчитывается из суммы реакций всех свайных опор;

Rbt – допустимое значение сопротивления бетона на растяжение с учетом показателя условия функционирования названного материала;

h0 – допустимый показатель высоты ростверка на анализируемой поверхности, которая равна промежутку от установленной арматуры до основания колонного элемента, предположительно размещенного на 10 см выше нижней границы стакана;

Ui – половина суммы оснований боковых граней элемента продавливания, определяемая в зависимости от количества таких граней – m;

Ci – отрезок от грани колонного изделия до боковой грани опоры, размещенной за пределами элемента продавливания;

A – частичные усилия продольной силы колонны на ростверк, проходящие по стенкам стакана.

Представленная формула описывает вычисление продавливания с условием бокового воздействия на постройку. Обязательное требование – угол наклона между внешними гранями колонн и гранями свайных опор должен составлять не менее 45°.

Читайте также:  Демонтаж опалубки: сроки, рекомендации, нюансы

Особенности устройства

Для правильного вычисления нагрузки ростверка важно учитывать некоторые индивидуальные характеристики, а именно:

  • для возведения железобетонных сооружений цельного или сборного типов целесообразно использовать бетонные изделия с маркировкой М150 и М200 (не для не секрет, что чем выше маркировка бетона, тем практичнее будет изготовлена постройка, однако стоит учитывать, что с ростом марки и качества бетона возрастают расходы);
  • рекомендуемые показатели для изготовления ростверка: минимальное значение высоты – 40 см, ширины – 50 см; размеры подошвы для будущего размещения подставки под колонну, самой колонны или ступенек следует принимать по 30 см; с учетом названных размеров промежуточного слоя, опирающегося на грунт, допустимые значения высоты названных последних элементов должны составлять порядка 15 см;
  • учет осевой и эксцентрической нагрузок (в первом варианте учитывается сила, осуществляющая свое действие от центра тяжести фундамента под основание; при расчете второй характеристики следует учитывать, что исследуемое изделие будет находиться под пагубным воздействием момента, поэтому свайные опоры следует размещать таким образом, чтобы центры тяжести каждого из них совпали с суммарной силой, действующей от ростверка к основанию);
  • определение несущей способности выполняется с учетом особых и главных нагрузок, при этом расчет возможных деформаций основывается только на основных нагрузках;
  • учет индивидуальных характеристик применяемых материалов и особенностей почвы на предполагаемом участке размещения постройки (данные показатели можно получить из предварительно проведенного анализа грунта и СНиПа);
  • учет используемого типа свай (стойка или висячий вид), а также вес каждого элемента и значения допустимого кренового усилия.

Преимущественное большинство действующих нагрузок на ростверк и основание вычисляется по СНиПу. Перечисленные в названном сборнике правил показатели впоследствии необходимо умножить на коэффициент надежности по нагрузке, который определяется на основании норм учета ответственности сооружений при их проектировании.

Рекомендуем посмотреть видео о монтаже ростверка с учетом всех особенностей устройства.

Расчет снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка передается на фундамент через кровлю и стены, поэтому нагружены оказываются те же стороны фундамента, что и при расчете крыши. Вычисляется площадь снежного покрова, равная площади крыши. Полученное значение делят на площадь нагруженных сторон фундамента и умножают на удельную снеговую нагрузку, определенную по карте.

Расчет снеговой нагрузки
  1. Длина ската для крыши с уклоном в 25 градусов равна (8/2)/cos25° = 4,4 м.
  2. Площадь крыши равна длине конька умноженной на длину ската (4,4·10)·2=88 м 2 .
  3. Снеговая нагрузка для Подмосковья по карте равна 126 кг/м 2 . Умножаем ее на площадь крыши и делим на площадь нагруженной части фундамента 88·126/8=1386 кг/м 2 .

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.

Метод расчета

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.

Определение глубины заложения

Чтобы правильно рассчитать фундамент, потребуется учесть три параметра одновременно:

  • УГВ (подошва должна быть минимум на 50 см выше);
  • отметку пола подвала (подошва располагается минимум на 20—30 см ниже);
  • отметку промерзания (подошва должна быть минимум на 30 см ниже).
Определение глубины заложения

Глубину промерзания рассчитывают по формулам из нормативных документов. Чтобы упростить задачу могут понадобиться готовые таблицы. В них приведены значения для крупных населенных пунктов.

Для определения глубины промерзания проще всего воспользоваться готовой таблицей