Какими должны быть ширина и глубина фундамента?

  • Дата: 26-04-2015
  • Просмотров: 3137
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 26

При строительстве двухэтажного загородного дома большое внимание следует уделить сооружению фундамента. Для этого необходимо выполнить расчеты, касающиеся определения такого значения, как ширина подошвы, напрямую связанная с размером площади фундамента (необходима она для копки котлована), толщиной несущих стен, расчетными нагрузками от строения и самого ленточного фундамента. Каковы все этапы вычислений?

Фундамент для дома

При строительстве дома важно произвести правильный расчет фундамента: глубину, ширину, площадь его подошвы.

Что оказывает влияние на параметры ширины?

Минимальная ширина и площадь подошвы фундамента

Минимальная ширина ленточного фундамента для индивидуального каркасного дома.

При выполнении расчета ширины фундамента двухэтажного дома надо учесть некоторые параметры, от которых она зависит. Среди таких показателей надо отметить:

  1. Расчет площади подошвы для котлована, который зависит от общей нагрузки строения, то есть общей несущей способности. Перед тем как начать работу по выполнению расчета для ширины ленточного фундамента, необходимо определиться с несущей способностью.
  2. Толщина несущих стен, которые будут сооружены на ленте. С учетом этого параметра размеры для толщины основания должны составлять как минимум на 100 мм больше, чем толщина стен дома. Такого значения вполне хватает, для того чтобы после окончания строительства выполнить качественную отделку фасадной стороны.
  3. При армировании ленты учитываются не только вес и глубина основания, но и правильно выдержанное расстояние между прутьями (от 200 мм).
Вернуться к оглавлению

Расчет ширины и глубины ленты фундамента

Расчет, который требует ширина подошвы фундамента, надо выполнять, исходя из того, какие качественные характеристики будет иметь все строение. Так, двухэтажный кирпичный дом требует заглубление ленты до границы промерзания, а для надежности лучше всего делать дно котлована еще на 300 мм глубже.

Над нулевой отметкой высота ленточного фундамента должна составлять не меньше 300 мм.

Глубина промерзания грунта

При расчете глубины фундамента следует учитывать глубину промерзания грунта.

То есть значение глубины должно составлять ГПГ + 600 мм, где ГПГ — это глубина промерзания грунта. Если дом возводится не кирпичный, а деревянный каркасный, то глубина фундамента может составлять всего 500 мм, но только в том случае, если вспучивание производится равномерно. Ширина самой полосы ленточного фундамента может составлять 400 мм, этого будет достаточно.

Далее выполняется расчет площади самого ленточного фундамента. Согласно полученному показателю будет понятно, какая именно площадь конструкции сделает будущий двухэтажный дом устойчивым. То есть как не позволить постройке уйти в грунт при воздействии всех суммарных нагрузок на почву в месте постройки. Ведь дом не только выталкивается наружу пучением во время морозов, но и вдавливается в грунт под влиянием собственного веса, снеговых нагрузок. Если размеры будут определены неправильно, то это может привести к разрушению конструкции.

Чтобы определить размеры площади подошвы, необходимо воспользоваться такой формулой:

S > k(n)*F/k(c)*R, где

  1. S — площадь фундамента для дома, необходима она при копке котлована,
  2. k(n) — значение коэффициента надежности, обычно его принимают за 1,2, то есть запас прочности площади равен 20%.
  3. F — это суммарная нагрузка на грунт. Сюда входят такие значения, как нагрузка от дома, полезная нагрузка, нагрузка от самого ленточного фундамента, то есть все то, что способствует увеличению общего давления на опоры основания.
  4. k(c) — это значение коэффициента условий работы. Оно различно для отличающихся типов грунтов, например, для пластичной глины оно равно единице (если сооружение имеет жесткую конструкцию, массивные стены), для песчаной почвы — это 1,4 (если конструкция здания будет не жесткой).
  5. R — это значение сопротивления грунта, которое может быть разным для типов почв.
Зависимость ширины фундамента от почвы

Зависимость минимальной ширины ленточного фундамента от нагрузки и типа почвы.

Приведем размеры сопротивления грунта:

  • гравийный с заполнителем (пылевато-глинистым) — 4;
  • гравийный с заполнителем (песчаным) — 5;
  • песчаный (крупный): плотный — 4,5; средней плотности — 3,5;
  • песчаный (средний): плотный — 3,5; средней плотности — 2,5;
  • песчаный (мелкий маловлажный): плотный — 3; средней плотности — 2;
  • песчаный (мелкий влажный): плотный — 2,5; средней плотности — 2;
  • песчаный (пылеватый влажный): плотный — 2; средней плотности — 1,5;
  • супесь: пористость — 0,3-0,7, сухой грунт — 4-2,5, влажный грунт — 3,5-2;
  • суглинок: пористость 0,3-1; сухой грунт — 4-2; влажный грунт — 3,5-1;
  • глина: пористость — 0,3-1, сухой грунт — 9-2,5; влажный грунт — 6-1.

Выбираем тот коэффициент, который соответствует вашему типу грунта. Таким образом, остается неизвестным только одно значение — это общая нагрузка на грунт от строения. Ее не так сложно вычислить.

Вернуться к оглавлению

Какие нагрузки надо учесть?

Таблица значений веса кровельных материалов

Таблица значений веса (не удельного) кровельных покрытий.

Теперь надо определить нагрузки от строения и самого ленточного основания. Здесь придется учесть многочисленные параметры, среди которых:

  • удельный вес кровли;
  • удельный вес стен;
  • удельный вес перекрытий;
  • снеговые нагрузки;
  • нагрузки от фундамента.

Зная размеры каждого из приведенных значений, можно подсчитать нагрузку от них на грунт основания. Приведем основные данные по удельному весу для разных материалов:

  • удельный средний вес кровли: шифер – 40/50 кг/кв.м, рубероид – 30/50 кг/кв.м, керамическая черепица – 60/80 кг/кв.м, листовая сталь – 20/30 кг/кв.м;
  • удельный средний вес стен (при толщине 150 мм): железобетон — 300/350 кг/кв.м, кирпич — 200/270 кг/кв.м, брус либо бревно — 70/100 кг/кв.м, каркасные стены + утеплитель — 30/50 кг/кв.м;
  • удельный средний вес для перекрытий дома (учитываем междуэтажное перекрытие между первым и вторым этажами, чердачное перекрытие, цокольное): железобетон — 500 кг/кв.м, по деревянным балкам (с теплоизолятором) — 70/300 кг/кв.м (в зависимости от типа перекрытия, плотности теплоизолятора).

Ширина подошвы, глубина копки котлована определяются с учетом и снеговых нагрузок, которые необходимо получить из данных по климатическому району. Для средней полосы надо принимать удельную нагрузку, равную 100, для северной части — 190, для южной — 50. Это значение требуется умножить на показатель площади кровли. На такой параметр, как ширина подошвы, влияние оказывает и нагрузка от самого фундамента двухэтажного дома. Но для этого необходимо знать площадь, объем и массу фундамента, то есть подсчет намного усложняется. Поэтому наш фундамент будет идти только с одной внутренней полосой, а ширина его ленты будет равна 40 см. Далее надо объем основания умножить на среднюю плотность материала изготовления фундамента (железобетон имеет плотность — 2400), что дает нам значение нагрузки. Полученные значения складываются, подставляются в формулу, после чего получают значение площади для фундамента двухэтажного дома.

Вернуться к оглавлению

Как подсчитывается ширина подошвы?

Рекомендуемые сечения ленты

Рекомендуемые прямоугольные поперечные сечения ленты фундамента.

Далее определяется ширина подошвы дома. Допустим, что минимальное значение для площади подошвы при габаритах дома 6х9 метров получилось равно 5 кв. м (это значение будет необходимо и для копки котлована под основание). Принимаем, что ширина ленты равна X, тогда суммарная ее площадь будет рассчитываться так: 2*9*Х+2*Х(6-2Х)=5,далее 18Х+12Х-4Х^2=5,

Отсюда получаем Х1=0,17 м, а Х2=7,3 м. В нашем случае можно использовать значение Х1, равное 0,17 метрам. Это и будет минимально допустимая ширина для ленты. Но оно ориентировочное, зависящее от того, какой толщины стены заложены в самом проекте. Допустим, что стены имеют толщину в 300 мм, а ширина ленты должна быть больше на 100 мм, значит получаем: 100+300= 400 мм. Теперь определяем запас прочности: 0,4/0,17*100-100=135%.

Высота, ширина и другие параметры ленты зависят и от того, какая арматура будет использована. Обычно берут прутья с диаметром в 12, 14, 16 мм. Чтобы понять, какой материал необходим, надо определить поперечное сечение ленты, процент, который ширина подошвы отводит на арматурный каркас. От полученного значения будут зависеть такие показатели, как высота ленты (прутья не должны выступать из бетона), глубина заложения (этот параметр оказывает прямое влияние на то, как будет выполняться копка котлована).

Чтобы рассчитать площадь сечения ленты, допустим, что высота ее равна 80 см, тут все зависит от проекта, глубина определяется по типу грунта и другим показателям. Площадь поперечного сечения будет равна: 40*80=3200 кв. см. Арматура занимает 0,001 часть от этой площади, какой бы ни была глубина, значит имеем: 3200*0,001=3,2 кв. см. Далее используем табличные данные, которые показывают, какую площадь сечения имеют отдельные прутки. В нашем случае, если глубина составляет 80 см, можно использовать четыре прутка в поясе с диаметром каждого в 12 мм. Полученная ширина фундамента позволяет выполнить правильную армировку основания.

Чтобы основание для двухэтажного дома было надежным, перед началом строительства, до разметки и копки котлована, необходимо провести расчеты. Это касается не только ширины самого основания, но и таких параметров, оказывающих на нее влияние, как общие нагрузки от строения. Для этого необходимо использовать многочисленные справочные данные, которые помогут получить точные значения требуемых параметров.