Какой фундамент лучше для дома на песчаном грунте?


Для ленточного мелкозаглубленного фундамента необходимо вырыть котлован глубиной 50-70 см и уложить на боковые откосы гидроизоляцию в виде толи.

Расчет опорных столбов своими руками

Расчёт столбчатого фундамента осуществляется на основании информации, полученной в результате инженерно-геологических изысканий и из нормативных источников:

  1. Данные о структуре грунта и уровне залегания грунтовых вод.
  2. Несущая способность грунта – СП «Основания зданий и сооружений».
  3. Глубина промерзания – СП «Строительная климатология».
  4. Совокупный удельный вес строительных конструкций – СП «Нагрузки и воздействия».

Важно! Для определения типа почвы на строительном участке настоятельно рекомендуется привлечь специалистов, так как эта информация является ключевой для выбора расчетных данных из нормативов.

Для самостоятельного изучения геологии участка необходимо определить структуру поперечных разрезов почвы. Для этого в разных частях участка выкапывают шурфы (в зависимости от площади участка – от 3 до 7шт.). Их глубина должна быть больше на полметра, чем нижний край подушки основания опорного столба. При обнаружении влагосодержащего горизонта столбчатый фундамент заменяется свайным.

Алгоритм самостоятельного определения типа грунта для подбора расчетного сопротивления

Со дна шурфа берется образец породы и слегка разминается, чтобы раздавить большие куски.

  • консистенция рассыпчатая, чувствуется много песка, невозможно скатать комок – это песчаный грунт;
  • комок образовался, но быстро рассыпается – супесь;
  • комок образовался, но рассыпается под незначительным нажатием – легкий суглинок;
  • образуется неплотный, быстро рассыпающийся комок, слегка шелковистый или мыльный на ощупь – пылеватый суглинок;
  • комок породы плотный, вязкий, если потереть его поверхность, то она становится блестящей – глина;
  • если в плотном вязком комке чувствуются вкрапления песка – опесчаненная глина;
  • если из породы можно скатать колбаску – тяжелый суглинок.

В соответствии с типом грунта, определённым в результате геологических изысканий, подбирается его расчетное сопротивление из таблицы норматива СП :

Необходимо учесть, что данные приведенные в таблице справедливы при воздействии нагрузок на грунт на глубине 1,5 м. Заглубление подошвы фундамента на каждые 0,5 м увеличивают показатель сопротивления грунта на 40% (в 1,4 раза).

Подсчет весовых нагрузок на основание

Для определения нагрузки на столбчатый фундамент для каркасного или иного облегченного дома необходимо суммировать вес:

  • строительных конструкций;
  • инженерного оборудования;
  • снеговой нагрузки;
  • бытовых вещей.

Совокупный удельный вес строительных конструкций берётся из норматива СП :

Расчет площади и количества столбов фундамента

При составлении предварительного плана сооружения необходимо указать минимальное количество опор из расчёта по одному столбу на углах здания, в местах пересечения стен, на прямых отрезках с шагом 1,5-2,5 м.

Общепринято, что оптимальная площадь сечения столба для капитального дома находится в диапазоне 250-600 мм. Исходя из этой величины, подбирается фактическое количество опорных столбов, таким образом, чтобы они равномерно распределяли весовую нагрузку от всего здания.

Пример расчёта

В качестве исходных данных принимаем:

  • опорно-столбчатый фундамент из бетонных блоков квадратного сечения;
  • тип грунта строительного участка – суглинок (R0=3,5 кг/см2);
  • глубина промерзания — 1,2 м.

Общая карта глубины промерзания грунтов:

Зачем нужна глубина промерзания? Согласно нормативам нижняя часть опорной плоскости столбчатого фундамента должна находиться ниже уровня промерзания не менее чем на 30-40 см. Следовательно, при глубине промерзания грунта 1,2 м ориентировочная высота подземной части столба составит 1,5 м.

Принимаем площадь сечения бетонного фундамента минимальной – 400×400 мм (1600 см2). При сопротивлении грунта 3,5 кг/см2. Один столб фундамента должен испытывать максимальную нагрузку не более:

1600×3,5=5600 кг=5,6 т, (1)

Для расчёта общей весовой нагрузки необходимо суммировать значения масс и параметров:

  • фундамента, включая ростверк;
  • наружных стен и внутренних перегородок.
  • плит цокольного и чердачного перекрытий;
  • стропильной системы;
  • кровельных материалов;
  • снеговой нагрузки;
  • эксплуатационных нагрузок на каждом этаже.

Указывать точные нагрузочные значения от перечисленных элементов не имеет смысла, так как у каждого будут индивидуальные данные в зависимости от особенностей конкретной постройки. Для примера, пусть суммарный вес кирпичного дома 70 т.

Используя результат формулы (1), получим:

70000/5600= 12,5=13 столбов, (2)

С коэффициентом запаса прочности 1,4 выйдет 18 шт. Также можно выполнить расчёт по формуле общей (суммарной) площади основания.

где:

    • S – суммарная площадь опор фундамента;
    • 1,4 – коэффициент запаса прочности;
    • P – совокупный удельный здания;
    • R0 – сопротивление грунта.

Преимущества столбчатого фундамента

Рассмотрев многообразие видов столбчатого фундамента нельзя не отметить ряд его преимуществ перед другими строительными основаниями:

Преимущества столбчатого фундамента
  1. Существенная денежная экономия. Это главное преимущество данной конструкции, делающее ее невероятно популярной в частном строительстве. Да и как иначе, если возведение столбчатого фундамента обходится в разы дешевле, чем установка ленточной или свайной опоры. По подсчетам, на установку столбов тратится лишь 30% средств, необходимых на возведение ленточного фундамента;
  2. Экономия времени. Для установки столбов фактически не требуется подготовка и выравнивание грунта. Земляные работы сводятся исключительно к формированию углублений под столбы. Этот фактор серьезно экономит время. Практика показывает, что установка основания по дачный дом занимает в среднем, 2-3 дня;
  3. Простота изготовления. Залить столбы под будущее строение способен любой человек, даже без знаний в строительной сфере. А если предстоит возводить столбы из готовых блоков, задача и вовсе покажется легко разрешимой;
  4. Препятствие проседанию несущего основания. В отличие от ленточного несущего основания, фундамент в виде столбов не склонен к проседанию, а значит, более надежен и способен выдерживать на 25% больше нагрузок. Данная особенность позволяет устанавливать монолитные столбы даже на пучинистых грунтах, где другие основания теряют несущую способность;
  5. Выбор высоты будущего строения. Фундамент из столбов позволяет вывести будущее строение на любую удобную для вас высоту без дополнительных затрат;
  6. Удобство прокладки коммуникаций. Установка столбов под будущую постройку не препятствует прокладке коммуникаций. Их монтажом можно заняться как до возведения фундамента, так и после, уже при строительстве пола.
  7. Нет необходимости в тепло- и гидроизоляции. Учитывая, что будущее строение стоит на столбах, не касаясь земли, пропадает необходимость в проведении тело- и гидроизоляции. А это существенная экономия средств.
  8. Возможность установки фундамента на промерзших грунтах. В условиях вечной мерзлоты, где есть устанавливается далеко не любой фундамент, основание из железобетонных столбов ведет себя превосходно.
Читайте также:  Как делается укрепление фундамента частного дома своими руками

Этапы строительства

Если вы решили строить опорно столбчатый фундамент своими руками, то на первом этапе проведения работ проводится очистка участка, с него убирают весь мусор. После этого участок размечают, обязательно надо контролировать углы и диагонали будущего здания.

Для выполнения земляных работ, можно воспользоваться лопатой и все выполнить своими руками, а можно пригласить экскаватор, главное, чтобы ямы были вырыты точно по осям.

Если строится мелкозаглубленный фундамент, то проводить укрепление стенок не надо. Если же строится заглубленный опорно столбчатый фундамент, то надо дополнительно укреплять стенки, шурф копают с откосами и устанавливать распорки.

Ширина ямы должны быть больше размера столбов, чтобы было возможно монтировать распорки и опалубку.

Этапы строительства

Чтобы в процессе эксплуатации опорно столбчатый фундамент не проседал, специалисты рекомендуют под столбами устраивать бетонную подушку, все эти работы можно выполнить своими руками.

Основные этапы строительства:

  1. При устройстве опалубки используются доски, ширина которых 10-15 см и толщина 40 мм. Часто делают несъемную опалубку, в таких случаях для ее устройства используют асбестоцементные или металлические трубы, диаметр которых должен быть более 10 см.
  2. Для проведения армирования столбов используют металлические стрежни толщиной 10-14 мм, они устанавливаются в продольном направлении. Для армирования по вертикали, можно использовать более тонкую арматуру, достаточно ее диаметра 6-8 мм.

    Для того чтобы обеспечить надежную связь столба с ростверком, арматура должна выходить из него не меньше, чем на 15 см.

  3. Бетон необходимо заливать слоями по 20-25 см и каждый слой хорошо трамбовать, для этого может быть использован ручной или электрический глубинный вибратор.
  4. При проведении монтажа ростверка, можно сделать опалубки, установить арматуру и залить бетон, а можно использовать готовые железобетонные балки. После заливки бетона, надо дать, чтобы он набрал прочность, поэтому строительство можно начинать не ранее, чем через 2-3 недели.
  5. Для устройства забирки, обычно используют кирпич, надо обязательно оставить отверстия для установки различных коммуникаций и вентиляции.

Часто при строительстве такого фундамента используют бетонные блоки. Это объясняется простотой их монтажа, достаточно сделать основание из щебня и песка, после чего установить блоки и связать их растверком.

В данном случае есть свои ограничения, такой столбчатый фундамент нельзя делать на горизонтально подвижном грунте, он не подходит для строительства больших зданий и его нельзя использовать на слабонесущих грунтах.

При использовании блоков, между собой их надо связывать мощным ростверком из железобетона, что делает конструкцию более дорогой.

При использовании труб, делают отверстие соответствующего диаметра, в него вставляют трубу и обсыпают ее с внешней стороны. После этого внутрь трубы заливают бетон на 1/3 ее длины, затем трубу поднимают и бетон заполняет все пространство под ней. 

Этапы строительства

Надо обязательно трамбовать бетон. Трамбовку можно провести строительным вибратором, о том, как его можно сделать самостоятельно мы подробно рассмотрели в новой статье.

Теперь в трубу снова заливают бетон, но не полностью, а оставляют 15-20 см до ее верха. По центру устанавливают армированный стержень, в верхнюю часть трубы устанавливают анкера, что позволяет соединить столб с ростверком и окончательно все бетонируют.

Расположение УГВ на расстоянии м и более от поверхности

Эта ситуация наиболее благоприятна. При таком раскладе событий возможно строительство зданий с подвалом без каких-либо специальных мероприятий. В качестве опорной части применяют заглубленный ленточный фундамент. При залегании на участке глинистых грунтов (глина, суглинок, супесь) требуется выполнить ряд мероприятий по предотвращению морозного пучения при возможном поднятии влаги в весенний период и при обильных осадках:

  • опирание подошвы ниже глубины промерзания (определяется отдельно для каждого населенного пункта);
  • вертикальная гидроизоляция стен подвала битумом или оклеечными материалами (рубероид, линокром, гидроизол);
  • подсыпка под подошву фундамента песка (средней или крупной фракции), щебня или гравия толщиной 30—50 см;
  • устройство дренажа в уровне подошвы.

Расчет

Для примера лучше рассматривать монолитную плиту, в условиях умеренных широт, средней полосы России при строительстве жилых домов чаще выбирают такой фундамент. Показатель прочности возводимого здания всецело зависит от толщины монолита. Слишком тонкое монолитное основание не обладает необходимой несущей способностью, возведение слишком толстого фундамента приведет к необоснованному увеличению расходов.

В расчетах необходимых стройматериалов учитывают особенности строений, определяют возможную нагрузку на монолитный железобетон. Он подвергается давлению сверху и снизу в период сезонных подвижек почвы.

Читайте также:  Достоинства и недостатки свайного фундамента

Фундамент под дом зависит от характеристики грунтов, их способности противостоять оказываемой нагрузке. Глинистая почва без деформации выдерживает давление до 300 кПа, щебень крупной фракции – до 600. При небольшом сопротивлении возможна сильная усадка. Если легкий объект будет возведен на плотных почвах, возможно сезонное вспучивание, тонкий слой бетона деформируется. Рекомендуемая толщина монолитного основания под различными видами построек для устойчивых грунтов и склонных к пучению (см):

  • объекты хозяйственного назначения (гаражи, бани, летние кухни, сараи, дровенники) – 15/20;
  • 1,5, 2-этажные дома из газобетонных блоков, бруса, кругляка – 25/30;
  • кирпичные и монолитные строения до двух этажей с цоколем – 30/35.

Значения оптимального давления зданий и сооружений в зависимости от используемых стройматериалов для разных видов грунта являются постоянными, их можно найти в СНиПе.

Порядок расчетов монолитной основы следующий:

1. После анализа грунта по справочным данным определяется оптимальное удельное давление на фундамент.

2. Рассчитывается масса постройки с учетом:

  • несущих стен и перегородок;
  • перекрытий;
  • стропильной системы;
  • кровли с возможной снеговой нагрузкой;
  • утепления;
  • финишной отделки;
  • мебели.

Полученная сумма делится на площадь сооружения. Результат сравнивается с нормативным значением удельной нагрузки на грунт. Полученная разница умножается на формат закладываемого фундамента, определяется масса монолитного фундамента. Расхождение с рекомендуемой не должно превышать 20% в сторону уменьшения или увеличения.

3. Расчет объема бетонной смеси получают путем деления массы на плотность бетона. Зная объем и площадь фундамента, легко определить высоту монолита.

4. Под фундамент монолит необходима песчаная подушка, толщина которой колеблется от 15 до 60 см. Объем песка зависит от глубины промерзания почвы, уровня залегания грунтовых вод. При промерзании земли до метра на пучинистых почвах делают максимальный слой. На сухих участках с каменистым грунтом достаточно 30 см. Необходимо предусмотреть от 5 до 10 см на уплотнение, по технологии песок смачивается и трамбуется. Для сложных грунтов делается запас 5 см. Зная площадь монолитного основания, толщину слоя, требуемый объем песка высчитать просто.

5. Расчет количества арматуры производится по общим правилам. Процент армирования зависит от марки используемого цемента. По СНиПам для М300 составляет 0,15%, для М200 – 0,3%. Арматура придает монолитному основанию необходимую жесткость, увеличивает запас прочности. Арматурную сетку на фундаменте 15 см укладывают в два слоя. Бетон снизу и сверху должен заливать арматуру на 5 см. Армосетку располагают по следующим правилам:

  • на расстоянии 5см от краев;
  • соблюдая интервал между слоями не менее 7 см;
  • минимальное сечение арматурных прутков – 12 мм, максимальное – 20;
  • марка арматуры выбирается не ниже В30;
  • сетка выкладывается с шагом до 200 мм.

При самостоятельной вязке армирующего каркаса высчитывают необходимое количество стержней. Для этого ширину или длину плиты делят на размер шага и добавляют 1 прут.

Расчет интенсивности пучения на участке

Чтобы произвести расчет степени пучения грунта на стройплощадке своими руками, необходимо воспользоваться формулой: E = ( H — h ) / h , в которой:

  • Е – отвечает степени пучинистости грунта;
  • h – высоте грунтового массива до замерзания;
  • H – высоте грунтового массива после промерзания.
Расчет интенсивности пучения на участке

Чтобы сделать расчет степени, необходимо сделать соответствующие замеры в летнее и зимнее время. Пучинистой можно считать почву, высота которой изменилась на 1 см

при промерзании на 1 м. С этом случае «Е» будет равняться коэффициенту

Процессам пучения больше подвержены грунты, в которых есть большое содержание влаги. Она при замерзании расширяется до состояния льда и тем самым поднимает уровень грунта. Пучинистыми считаются: глинистые почвы, суглинки и супеси. Глина, из-за наличия большого количества пор, хорошо удерживает воду.

Что такое пучинистый грунт и чем он опасен? (видео)

Расчет интенсивности пучения на участке

Как снять воздействие пучения на грунт?

Существуют простые способы снять пучение вокруг фундамента своими руками:

  1. Замена слоя грунта под и вокруг основания на непучинистый слой.
  2. Закладка фундамента на грунтовый массив ниже слоя промерзания.
  3. Утепление конструкции для предотвращения замерзания грунта.
  4. Водоотвод.

Первый способ – самый трудоемкий. Для этого необходимо вырыть котлован под фундамент, глубиною ниже уровня замерзания земли, пучинистый грунт вывезти, а на его место засыпать сильно утрамбованный песок.

Расчет интенсивности пучения на участке

Он показывает высокую несущею способность и не удерживает влагу. Большой объем земельных работ делает его наименее популярным, хотя он и является эффективным способом побороть пучение. Эта техника эффективна для заложения малоэтажных зданий, мелкого заглубления, например, сарая.

Особенностью второго способа является снятие влияния пучения на подошву фундамента, но его сохранение при воздействии на стенки основания. В среднем боковое давление на стенки составляет 5 т/1 м 2 . С его помощью можно возводить дома из кирпича.

Третий способ позволяет сделать незаглубленный фундамент под частный дом своими руками в условиях пучения. Суть метода заключается в заложении утеплителя по периметру фундамента на всю его глубину. Расчет материала делается так: если его высота равна 1 м, то и ширина утеплителя должна составлять 1 м.

Чтобы сделать отвод воды вокруг дома или сарая, нужно построить дренаж. Он представляет собой канаву на расстоянии 50 см от постройки, глубина которой такая же, как уровень заложения конструкции. В дренажную траншею укладывают перфорированную трубу под техническим уклоном и оборачивают ее в геотекстиль, а затем заполняют гравием и песком крупной фракции.

Расчет интенсивности пучения на участке

Ниже — рассмотрим типы оснований, которые могут применяться на почве, склонной к пучению.

Особенности технологии возведения фундамента в зависимости от вида грунта

С помощью правильно подобранного типа фундамента и соблюдении технологий возведения основы можно создать прочную опору для постройки на любых видах песчаных почв.

Читайте также:  Жидкое стекло для гидроизоляции: 11 советов по выбору и применению

Пылеватый и мелкозернистый

Для строительства дома на пылеватом и мелком песке из-за крайней неустойчивости пластов необходимо создать максимально прочную основу. В таких случаях допустимо возведение плиточного фундамента. Для этого снимают плодородный слой земли и отливают бетонную плиту, масштабы которой чуть больше площади планируемого здания. Конструкция не разрушается под воздействием сезонных изменений в почве, так как такой тип основания способен перемещаться вместе с грунтом, поэтому его называют плавающим фундаментом.

Другой более распространенный способ создания прочного основания под постройку на пылеватой и мелкой песчаной почве – применение монолитного ленточного фундамента мелкозаглубленного типа. Рекомендуется делать его трапециевидной формы с расширяющимися книзу линиями. Это способствует значительному уменьшению влияния морозного пучения на основание дома.

Особенности технологии возведения фундамента в зависимости от вида грунта

При работе по возведению подошвы основания для тяжелых зданий на мелком и пылеватом песке стоит использовать свайно-ленточный вариант обустройства фундамента:

  • выполняют разметку, выкапывают котлован, устанавливают опалубку;
  • в местах пересечений ленты пробуривают скважины глубиной до устойчивых пластов почвы;
  • в скважины устанавливают трубы на основе асбестоцемента, качественно выравнивают конструкции, укрепляют распорками;
  • трубы заливают бетонным раствором на 1/3, слегка приподнимают для образования утолщения внизу. Далее трубы заполняют раствором, предварительно опустив в них арматуру.

Опалубка и арматура для свайно-ленточного фундамента

Сваи можно залить и без установки труб, если среда не очень влажная и скважины не наполняются водой:

  • нижнюю часть скважины расширяют при помощи специального плуга;
  • в скважину опускают армирующий материал и заливают раствором;
  • после застывания свайных конструкций приступают к заливке ленты в опалубке.

Специалисты отмечают, что после заливки фундамента на мелкозернистом и пылеватом песке конструкция должна простоять в течение полугода перед продолжением строительных работ.

Крупный и гравелистый

Особенности технологии возведения фундамента в зависимости от вида грунта

Так как крупнопесчаные почвы располагают надежным уровнем несущей способности, здесь актуальны любые виды фундаментных конструкций:

  • если планируется строительство дома без подвала, чаще всего применяют ленточный вариант мелкозаглубленного типа;
  • под строение из легких материалов в виде каркасных сооружений, деревянных домов или щитовых конструкций подходит столбчатое основание;
  • для массивных строений с цокольным этажом выполняют ленточный фундамент сильно заглубленного типа.

Столбчатый фундамент для каркасного дома

При закладке столбчатого или ленточного варианта подошвы основания также задействуют фундаментные блоки или керамический кирпич.

Технология заливки монолитной мелкозаглубленной ленты своими руками:

  1. Подготовка участка. Сняв плодородный пласт земли, выровняют поверхность.
  2. Разметка. Работы выполняются на основе проекта дома.
  3. Подготовка траншеи. Выкапывают траншею глубиной 60-80 см. Ширина углубления равна толщине планируемых стен плюс 20 см, то есть по 5 см с обеих сторон стены для устойчивости конструкции и по 5 см для опалубки.
  4. Заливка опалубки бетонным раствором.

Траншеи для сооружения фундамента

Особенности технологии возведения фундамента в зависимости от вида грунта

Для опалубки применяют листы фанеры, обрезную доску, профлист, внутреннюю поверхность выстилают полиэтиленом, для усиления композиции используют армирующие материалы.

При строительстве массивных зданий или домов с жилым цокольным этажом или же подвалом закладывают глубокозаглубленную фундаментную ленту. Притом подошву под кирпичный дом устанавливают на 20 см ниже уровня промерзания почвы. Глубокозаглубленный ленточный фундамент со всех сторон обеспечивается гидроизоляционным слоем, включая и нижнюю поверхность. Также обязательно выполняется качественный дренаж.

Зависимость характеристик основания от типа грунтовых условий и этажности сооружений

Расчет мелкозаглубленного цоколя основан на значениях веса дома и сопротивлении грунта, которое зависит от его состава и степени пучения.

Зависимость характеристик основания от типа грунтовых условий и этажности сооружений

Задача проектировщиков состоит в том, чтобы обеспечить несущие способности грунта под действием нагрузки сооружения через бетон фундамента. Эти зависимости изучены ведущими инженерами, а рекомендованные значения основных характеристик представлены в таблицах СНиП.

Приведенная ниже таблица отображает изменение технологических характеристик фундамента в зависимости от степени промерзания почвы и этажности кирпичных или блочных домов с железобетонными перекрытиями.

Зависимость характеристик основания от типа грунтовых условий и этажности сооружений
Степень пучения Состав почвы Этажность Ширина/толщина подушки Выступ бетона над землей, см Вариант армирования
средняя глина и песок 1 0,6/0,3 20-30 пазухи засыпаны песком
глина 2 0,6/0,3 железобетонный монолит
песок 0,6/0,5
глина 3 0,8/0,4 пазухи засыпаны песком
песок 1,0/0,8
сильная глина и песок 1 0,6/0,5 отмостка
глина 2 1,0/0,4 армированная коробка
песок 0,8/0,6
глина 3 1,4/0,5
песок 1,2/0,6

Зависимость характеристик основания от типа грунтовых условий и этажности сооружений

Из чего еще можно изготовить подушку

Для подушки под фундамент можно использовать практически любые материалы, которые будут иметь хорошее сопротивление на сжатие.

Иногда, для строительства больших и тяжелых зданий, используются прослойки, изготовленные из бетона. Они достаточно надежны и обладают большой прочностью, и их можно использовать для построек любой этажности и веса.

Для обустройства бетонной подушки нужно:

  • Засыпать в траншею гравий, слоем не более 10 см и его утрамбовать.
  • Установить опалубку, высота которой не должна превышать 30 см.
  • Для увеличения прочности бетонной подушки провести армирование. В качестве армирующего материала можно использовать бут или арматурные пруты.
  • Залить бетонную смесь в подготовленную траншею.
  • Бетон тщательно распределить по всему периметру и утрамбовать строительным вибратором.
  • После высыхания бетонной подушки, положить на неё слой гидроизоляции.

Возведение песчаной подушки является важным этапом в строительстве фундамента. Соблюдая вышеописанные нехитрые правила, основание будет крепким, надежным и прослужит долгие годы.

Возможные ошибки

Самые распространенные ошибки при самостоятельном возведении:

  • неправильный расчет нагрузок от несущих конструкций;
  • строительство столбчатой основы на подвижных неустойчивых грунтах;
  • монтаж без подошвы.

Чтобы не допустить первые две ошибки, нужно перед началом работ проконсультироваться со специалистом. Что касается отсутствия подошвы, то такой вариант допускается, если все столбы будут иметь расширение к нижней части.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.