Как рассчитать толщину фундамента

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.

Снеговые нагрузки по России (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)

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

Расчет толщины монолитной плиты фундамента для дома из бруса, кирпича и газобетона

Существует множество типов фундаментов под различные типы грунта, но специалисты рекомендуют использование фундамента монолитного плитного типа, если требуется максимальная надежность, поскольку такое основание идеально подходит массивным домам и сложным конструкциям на неустойчивых почвах. Перед тем как начать строительные работы, необходимо точно рассчитать, какая должна быть толщина и высота монолитной плиты.

Виды монолитного плиточного фундамента

Перед расчетом требуемой толщины монолитного фундамента из плиты, рассмотрим виды этих самых плит и методы возведения.

Сравнение плит для строительства фундамента.

Первый метод — это возведение основания с помощью изготовленных промышленным способом железобетонных плит или блоков. Они производятся в специальных цехах и заводах в соответствии с ГОСТ и с заданной толщиной ЖБ плит. Их соединение в монолитное основание происходит по специфической технологии, путем заливки цементного раствора в свободное пространство между блоками.

Ко второму методу можно отнести строительство монолитного фундамента самостоятельно, прямо на месте. Технология, помимо прочего, включает в себя проведение расчета количества необходимых материалов: арматуры класса А400 (Bpl), бетона B15-B25, толщины плиты.

Сложность технологии производства такого основания заключается в том, что необходимо рассчитать не только количество требуемого материала, но и оптимальные параметры толщины и высота слоя фундамента.

При осуществлении выбора между этими двумя вариантами, желательно учесть советы специалистов: первый вид подойдет только для почв, которые не являются пучинистыми и не промерзают на большую глубину. В противном случае фундамент начнет лопаться в местах соединения плит. Второй вид является более надежным, так как сама конструкция будет монолитной и однородной.

Основные элементы плиточного монолитного фундамента

Рассмотрим основные элементы монолитного фундамента в форме плиты:

подушка, расчет которой будет происходить исходя из таких факторов как пучинистость почвы (глубина промерзания, наличие подземных вод, тип почвы);
основание, куда будет входить расчет расстояния между арматурными сетками, так как по технологии их должно быть две, а также общая его толщина.

Перед началом возведения конструкции необходимо запастись справочниками и информацией о климатических условиях зоны, где будет происходить строительство дома.

Коэффициенты надежности по нагрузке.

Порядок расчета фундамента

Для того, чтобы правильно рассчитать толщину всех элементов фундамента под строительство дома, необходимо действовать поэтапно. Первое с чем необходимо определиться – это песчаная подушка.

Функция песчаной подушки состоит в том, чтобы оберегать основание от воздействия на него излишней влаги и подземных вод. Кроме того, песок, прессуясь, создает крепкий почвенный слой. По общим строительным нормам под монолитную плиту фундамента всегда делается песчаная подушка. Чтобы произвести расчет ее высоты, нужно учитывать:

Высота может колебаться в размерах от 15 до 60 сантиметров и будет зависеть от глубины промерзания почвы на земельном участке, где происходит строительство дома, типов и глубины расположенных почв, которые преобладают в регионе, наличие подземных вод;
Песок необходимо хорошо утрамбовать, для чего его, после засыпки, необходимо несколько дней поливать водой. Это может компенсировать пару сантиметров при усадке;
Некоторые специалисты рекомендуют поверх песка насыпать слой щебня мелкой фракции, толщина которого не должна превышать 5-10 сантиметров от общей высоты песчаной подушки.

Исходя из этого, можно прийти к такому выводу. В местах, где глубина промерзания грунта высокая (более 1 метра), имеются подземные воды, а почвы нестойкие и подвергаются постоянному пучению, то толщина песчаной подушки должна быть до 60 сантиметров. В местах с меньшей глубиной замерзания почвы, при отсутствии грунтовых вод и наличии плотных слоев почвы, можно сделать подушку от 20 до 30 сантиметров. Получив данные размеры, можно произвести расчет количества необходимого материала.

Следующий этап это расчет количества арматуры, которая понадобится для армирования бетона. Общие правила определения количества арматуры на квадратуру описаны в данной статье. Стоит отметить, что такая сетка должна быть выполнена в два слоя. Расстояние между ними составляет не более 50 миллиметров. То есть основание будет состоять из двух секций арматурной сетки.

Далее производим расчет плиты. Минимальная толщина плиты должна составлять не менее 150 миллиметров, но размер может быть увеличен если глубина промерзания почвы более 1 метра. По общим правилам бетон должен не только залить слои армирующей сетки, но и выступать за них по 50 миллиметров как вверху, так и внизу. Плюс в общие параметры фундамента добавится песчаная подушка.

Устройство монолитной плиты в разрезе.

Расчет

Разберем, как производится расчет материалов для плиты 8 на 8 метров. Армирование будем производить с шагом 20 сантиметров, пруты диаметром 14 в два слоя, для вертикальных стержней 8 миллиметров, шаг такой же. Используемые бетон для плиты берем класса В20 (по прочности соответствует марке М250) на подготовку класса B7,5. Толщину плиты возьмем 25 см.

Бетон для плиты В20: 8,2 х 8,2 = 67,24 м²;
Рассчитаем кубатуру, то есть объем необходимого бетона: 67,24 м² х 0,25 м = 16,81 м³;
Расход количества материала для армирования с учетом обеспечения защитного слоя плиты: 8200 – 60 = 8140 миллиметров длина стержня. Из расчета шага в 20 см, рассчитаем их кол-во для 1 направления делим 8200 на 200 = 41 штука х 2 стороны = 82 штука х 2 слоя всей плиты = 164 стержня;
Высчитаем общую длину: 164 х 8,14 = 1334,96 метра. Масса 1 метра арматуры 14 диаметра равняется 1,2 килограмма. Таким образом масса всего рабочего армирования: 1334,96 метра x 1,2 = 1601,252 килограмма;
Перейдем к вертикальным стержням арматуры, ее длина будет равняться разнице 25 см и 6 см = 19 см. Возьмем шаг в 40 сантиметров, получаем 21 шт х 21 шт = 441 единица, массу получаем из выражения 441 х 0,19 х 0,395 = 33,1 кг;
Расход бетона класса B7,5 для подготовки считаем как: 8,2 х 8,2 х 0,05 (заданная толщина) = 3,3 метра³;
Геотекстиль и гидроизоляцию плиты считаем, как площадь плиты добавив немного запаса: 67,24 метра²;
Песчаную подушку считаем перемножением сторон плиты и высоты подушки с учетом того, что он выходит за ее границы на 0,1 метр с каждой стороны, то есть 8,4 х 8,4 х 0,5 = 32,5 куба песка.

Отметим, что для двухэтажных домов из газобетона (газосиликата), каркасных и гаражей (из кирпича) толщина плиты будет составлять 20-25 сантиметров. Для более тяжелых построек, а так же двухэтажных домов из кирпича, бетона, бруса, толщину необходимо брать 25-30 см. Для легких сооружений, например, гаражей и беседок, достаточно брать толщину плиты фундамента в 10-15 сантиметров.

Армирование фундамента толщиной в 10-15 см производится в один слой, толщиной 20-30 см — в два слоя (объемное).

Полезные советы

Перед тем как приступить к расчету количества материалов и самого основания, нужно изучить все особенности почвы. Пучинистая почва может подниматься и опускаться на несколько сантиметров в течение года. Если этого не учесть, то со временем фундамент начнет лопаться под нагрузками, а трещины пойдут по всему дому.

Арматура связывается между собой проволокой, что делает ее подвижной и из-за этого застывший бетон, под воздействием деформаций почв, также будет подвижен, что позволит сохранить его структуру и гарантирует отсутствие трещин.

При проведении вычислений обязательно нужно учитывать все особенности земельного участка, на котором будет происходить строительство дома, включая рельеф и грунт, а также придерживаться технических регламентов и ГОСТов.

Правила выполнения расчета толщины плитного фундамента

Технологии современного строительства достигли такого уровня, что построить жилой дом можно собственными силами. Нужны только деньги и желание работать. Наиболее популярными считаются каркасные постройки и сооружения из композитных стройматериалов. В число основных этапов составления проекта входит выбор фундаментного основания, так как от его прочности и долговечности зависит комфорт внутри помещений. Большинство застройщиков предпочитают плитный вариант основания, закладываемый по всей площади строящегося объекта. Чтобы основа будущего дома получилась надежной, необходимо правильно определить его параметры. Сегодняшняя тема – плитный фундамент, расчет толщины и других параметров основы.

Особенности плитных фундаментов

Основными достоинствами таких оснований считаются:

простая конструкция;
продолжительный эксплуатационный период. Монолит из железобетона способен эксплуатироваться не менее ста лет, не подвергаясь воздействиям разрушительного характера;
способность оперативно смещаться, реагируя на подвижки почвенного состава с одновременным сохранением устойчивости возведенного на основании объекта.

Главный недостаток такого фундамента – большие финансовые затраты. К этом следует прибавить время, необходимое бетону для набора полной прочности (не менее четырех недель). Второй негативный момент заключается в том, что бетонирование придется выполнять при соответствующих погодных условиях.

Но даже с учетом указанных недостатков, фундаментная плита считается наиболее надежным вариантом основания. Необходимо только правильно определить параметр ее высоты.

Причины необходимости выполнения расчета

С помощью предварительных расчетов мы уточняем:

толщину плиты фундамента. Расчетные действия зависят от почвенного состава: параметры высот песчано-гравийной подсыпки и железобетонной основы могут иметь существенные различия;

площадь плитного основания. На сильно подвижных и зыбких землях площадь основы может превышать аналогичный показатель объекта, чтобы обеспечивалась требуемая устойчивость;
количество требуемых стройматериалов, из которых планируется возведение фундаментного основания;
нагрузочное воздействие на плиту.

Если окончательно не определили для себя тип фундаментного основания, рекомендуем изучить все достоинства и недостатки плитного фундамента. В определенных ситуациях застройщики останавливаются на комбинированном варианте из плит и свайных опор, или отдают предпочтение универсальному методу – дорожным плитам.

Какие элементы входят в состав плиточного монолитного фундамента?

Чтобы правильно произвести расчеты по уточнению толщины плиты фундамента, следует знать, из каких основных элементов состоит такая монолитная конструкция. К ним относятся:

подушка, размеры которой уточняются с учетом данных глубины промерзания почвы в зимний сезон, уровня нахождения грунтовой влаги. Если последняя находится ниже уровня двух метров, то сначала насыпается слой песка (около сорока сантиметров), затем – щебень либо гравий. В противном случае засыпают щебенку (гравий), чтобы минимизировать впитывание влаги, после этого подушку выравнивают речным песком. Каждый очередной слой тщательно утрамбовывается, между ними закладывается геотекстиль, исключающий взаимопроникновение насыпных материалов;

укладывается гидроизоляционный материал, для которого вполне подходит полиэтиленовая пленка;
подбетонка – слой выравнивающего тощего бетона от пяти до десяти сантиметров, без армирования;
основная гидроизоляционная прослойка – рулонные материалы, уложенные в два слоя с нахлестом и обработкой стыковочных участков газовой горелкой;
утеплитель – часто используют экструдированный пенополистирол;
фундаментная плита, минимальная толщина которой составляет десять сантиметров, а максимальная – тридцать – тридцать пять;
армирующий каркас в один или в два яруса (зависит от толщины плитного фундамента).

Как выполнить расчет фундамента?

Толщину бетонной плиты фундамента, как и параметры прочих видов нулевых уровней, следует рассчитать. Взять этот размер из головы чревато тем, что получится слабая основа для здания, способная треснуть в первые морозы, либо чрезмерно толстый массив потребует лишних финансовых затрат.

И все же, как рассчитать толщину фундаментной плиты, если решено вести строительные работы своими силами? Алгоритм ваших действий будет выглядеть следующим образом:

изучается грунтовый состав. В последующих за этим расчетах определяется оптимальная высота плиты, обеспечивающая давление на почвенный состав. При превышении нагрузочных воздействий дом начнет «утопать», а когда этот показатель окажется мал, то зимними пучениями почвы основание может наклонить;
взяв за основу проектное задание, уточняем общую массу будущего объекта;
с помощью того же проекта определяем, какова будет площадь плиты фундаментного основания. Далее массу объекта необходимо разделить на значение площади, чтобы получить показатель удельной нагрузки на почву, не учитывая при этом вес самого основания. Полученную цифру следует сравнить с оптимальным показателем удельного давления, установленным стандартами, и найти разницу между этими значениями. Результат умножаем на площадь плитной основы и получаем ее вес;
массу плиты следует разделить на плотность железобетонного материала (2 500 кг на кубометр), что позволит найти нужный объем плиты, который следует разделить на значение площади, чтобы узнать точную толщину;
полученный результат округляется до ближайшего значения, кратного пяти сантиметрам. По округленным данным повторно высчитываем вес фундаментной основы, складываем его с аналогичными данными объекта, выясняем расчетное давление на почву. Разница результата при сравнении его со стандартным показателем не должна быть больше или меньше двадцати пяти процентов.

Если в ходе расчетов установлено, что плита фундамента должна иметь толщину, превышающую тридцать пять сантиметров, рекомендуется выполнить сравнение, потому что фундаменты ленточного или опорного типов могут оказаться более подходящими вариантами по надежности и стоимости. В ином случае, разрешается установить основания, усиленные ребрами жесткости, но здесь понадобятся уточненные расчетные данные.

В случае, если толщина основы не превысит пятнадцати сантиметров, здание для заданных условий может оказаться тяжелым. В таком случае придется выполнять геолого-геодезическую разведку и заказывать выполнение расчетов у профессиональных специалистов;

нагрузка от всего веса объекта оказывает воздействие и на бетонную основу в его низшем сечении. С учетом этого уточняется марка бетонного раствора с учетом сохранения его показателя прочности при сжатии. Как правило, это М 200, м 250, либо М 300.

Как видите, сложностей такие расчеты не вызывают. Чтобы понять, какая толщина должна быть у фундаментной плиты, достаточно владеть математическими знаниями на уровне среднего образовательного учреждения и уметь пользоваться калькулятором.

Порядок определения постоянной нагрузки

Действующими строительными нормами определено, что толщина плиточного фундамента для дома с учетом значений постоянных нагрузок определяется в зависимости от почвенного состава. Рассчитывая вес плиты строящегося объекта на песчаной местности, массу плиты не учитывают.

Если работы предстоят на глинистой почве, значение массы делится на два. Уточненное значение толщины фундаментной плиты, строящейся на плывучем основании, учитывается в расчетах полностью.

Коэффициенты, применяемые в расчетах на строительство, берутся из «Руководства», определяющего порядок проектирования каркасных зданий и башенных сооружений. Их можно найти в специальном разделе «Нагрузки и воздействия». Значение минимального коэффициента, определяющего надежность, соответствует конструкциям из металла и равен 1.03. Для бетона и железобетона, стяжек, изоляционных слоев максимальное число составляет 1.3.

Как определяются временные нагрузки?

Для выполнения таких расчетов потребуется много параметров. Под плитный фундамент можно воспользоваться разделом «Руководства» «Нагрузки и воздействия», из которого следует, что коэффициент определен показателем 1.4.

Следует также учесть, что предполагается нагрузочное воздействие от мебели. Как правило, его усредненное значение равно 150 кг на квадратный метр.

Усредненные показатели толщины фундаментной плиты

Специальной документацией, регламентирующей выполнение строительных работ, определены средние показатели толщины плитного фундамента:

под небольшой деревянный дом, веранду, бытовые помещения толщина плиты фундамента может составлять десять – пятнадцать сантиметров и иметь одно сетчатое армирование;

каркасные объекты и сооружения из газобетонного материала, предназначенные для проживания людей, в основании имеют плиту, толщина которой составляет двадцать – двадцать пять сантиметров. При этом предполагается выполнение двухрядного объемного армирования;
под строительство объектов из бревен, кирпичного камня, бруса или бетона, имеющих массивные перекрытия, рекомендуется устраивать фундамент, толщина плиты которого достигает двадцати пяти – тридцати сантиметров. Обязательное условие армирующий двухуровневый каркас.

Если строительные работы ведутся по болотистой или плавучей почве, параметр толщины увеличивается. Кроме того, разрешается для армирования использовать металлические прутья большего сечения.

Для небольших объектов размер их диаметра начинается от одного сантиметра, в случаях строительства крупных объектов этот показатель достигает шестнадцати миллиметров. Рекомендуется применять пруты различного диаметра, чтобы повысить показатели надежности и долговечности строящегося объекта. Стержни с большим сечением закладываются в нижний армирующий ряд.

Арматурный шаг определяется толщиной фундаментной плиты. Размеры ячеек начинаются от десяти сантиметров.

Глубина размещения

В большинстве случаев закладка плитной фундаментной основы выполняется с незначительной глубиной. Если проектом не предусмотрены подвалы или подземные парковки, плиту разрешается заливать по уровню земной поверхности.

При наличии подвала или подземного яруса, глубину расположения плиты уточняют с учетом размеров запланированного помещения и значением его высоты.

Основными факторами, определяющими глубину закладки фундаментной плиты, считаются:

точка промерзания почвы;
тип почвенного состава;
создаваемая нагрузка на грунт;
расположение грунтовой влаги.

Решив возводить плитный фундамент своими руками, размеры котлована определите сами, уточнив число слоев:

если грунт илистый, то укладывается слой геотекстиля. В иных случаях такая работа не выполняется;
подушка из щебенки и песка. Значение ее толщины варьируется в пределах пятнадцати – шестидесяти сантиметров и определяется промерзанием земли и ее типовыми отличиями. Если земля промерзает на глубину более метра, следует насыпать около сорока сантиметров песка и до пятнадцати – щебенки. В случае, когда промерзание не превышает метровую отметку, общая высота подушки может составлять тридцать – сорок сантиметров;
толщина бетонной основы, с помощью которой формируется ровная поверхность под укладку теплоизоляционного материала. Если предстоит строительство небольшого домика, то этот вид работ разрешается не выполнять;
теплоизоляционный слой. Для теплых районов он достигает десяти сантиметров, для холодных – пятнадцати. Следует также учесть показатель влажности почвенного состава, от которого тоже зависит толщина теплоизоляции.

Расчеты по глубине закладки фундамента выполняются индивидуально, с учетом особенностей участка, отведенного под строительство. В северных районах с нестабильными почвами устраивают котлованы глубиной от восьмидесяти сантиметров до одного метра, при этом вся толщина основания составляет сто – сто двадцать сантиметров. Если строительство ведется по стабильным почвенным составам в районах с теплым климатом, глубины котлована хватит в тридцать – сорок сантиметров. При этом фундаментная основа составляет 0.5 – 0.6 м.

А какой должна быть толщина плиты фундамента на скальном участке? Достаточно двадцати сантиметров.

Этапы строительных работ

Участок, отведенный под застройку, следует защищать от дождевой воды, для чего устраиваются водоотводящие траншеи. Потом приступают к выполнению разметки под рытье котлована.

Дно должно располагаться строго горизонтально, для чего проводится контроль с помощью нивелира. Глубина нами уже определена. Как правило, плита готового фундамента должна возвышаться над земной поверхностью сантиметров на пятнадцать или больше. Весь плодородный слой почвы удаляется, что тоже оказывает влияние га глубину устройства котлована.

На дне расстилается геотекстиль, насыпается песчаная подушка и слой щебенки. Засыпка выполняется послойно, материал смачивается и утрамбовывается, так как от этого зависит эксплуатационный срок фундамента.

Заливается слой тощего бетона, чтобы получить ровную поверхность.

После того, как растворная масса застынет, укладывается гидроизоляционный материал. Как правило, для этого применяют рулоны рубероида или жидкий битум. Полоски накладываются с напуском, участки которых обрабатываются газовой горелкой.

Устанавливается опалубочная конструкция. Высота ее не слишком большая, особых сложностей работа не вызывает. Щиты изготавливаются из досок или фанерного материала. Отдельное внимание уделяется выравниванию верхнего края по одной горизонтали.

В качестве утеплительного материала используют экструдированный пенополистирол, толщина которого достигает пяти – десяти сантиметров. Стыковочные участки проклеиваются скотчем, чтобы здесь не протекало цементное молочко.

Готовится по площади будущего основания каркас из арматуры, закладывается в опалубку двумя рядами.

Выполняется бетонирование, для чего следует заказать необходимое количество раствора на заводе с доставкой на площадку.

Оптимальная ширина фундамента под дом: как определить её самостоятельно

Строительство хорошего дома начинается с надежного фундамента. Если ваше основание будет правильно рассчитано, то дому не страшны пучения грунта, трещины стен, частые ремонты. Такая постройка успешно простоит более 100 лет и прослужит вашим детям и внукам.

Ограничения

Минимальная ширина железобетонных балок, которые служат перекрытиями, составляет 15 сантиметров. Для ленточных фундаментов, которые представляют собой свободнолежащие балки, ширина составляет минимум 25 сантиметров для легких построек, и 30 см для дачных домиков.

Первое, на что стоит обратить внимание при выборе ширины фундамента – это предполагаемая толщина стен. Ширина ленты фундамента должна быть либо равна, либо превышать толщину несущих стен.

Кроме конструкционных ограничений, есть еще и ограничения несущей способности грунта. Общая нагрузка дома не должна превышать 70% от несущей способности земли под фундаментом. Чтобы регулировать нагрузку на грунт, увеличивают площадь опирания. Другими словами – слишком маленькая ширина ленточного фундамента будет давать сильную усадку.

Методика расчета

Метод расчета нагрузки состоит в том, что величина нагрузки должна быть меньше несущей способности, минимум на 30%. Такой запас прочности подходит для отливаемых бетонных конструкций с весом менее 1600 кг/м3.

На фото ниже вы можете посмотреть какая должна быть ширина фундамента по расчётам Британских гос. строительных норм.

Делаем расчет самостоятельно

Однако не стоит особо полагаться на британские нормы, и перед строительством самостоятельно рассчитать все под свой проект.

Для получения минимальной ширины, необходимо посчитать все по следующей формуле:

1.3*(М+П+С+В) /Длина ленты/Сопротивление грунта

М – Мертвый вес здания. Это общий вес всех строительных элементов дома. Для их расчёта нужно узнать нагрузку ваших материалов на 1 м2 для стен, перекрытий, бруса и досок (если используются), кровельных перекрытий, кровли.
П – Полезная нагрузка. Это вес всей мебели, людей, оборудования. Например для жилой квартиры это 195 кг/м2.
С – снеговая нагрузка. Не стоит ей пренебрегать, ведь нагрузка от неё может даже превышать мертвый вес. К примеру, снежной зимой на крыше площадью 150 кв. м может скопиться снег массой в 28 тонн.
Снеговая нагрузка зависит от вашего региона, например, согласно СНиП 2.01.07-85 для Москвы это 180 кг/м2, а для Санкт-Петербурга – 240 кг/м2. При расчете этих данных был учтен запас прочности 40%.
В – ветровая нагрузка. Она тоже зависит от региона – для Москвы это 32 кг/м3, а для Санкт-Петербурга – 42 кг/м3.

Почти все эти данные можно узнать в СНиП 2.01.07-85. После того, как вы получите все необходимые цифры, нужно сложить их и умножить на 1,3 – таким образом, вы прибавите запас прочности 30% для последующих расчетов.

Несущая способность грунта

Как вы заметили по формуле, там есть еще 2 значения – это длина ленты и сопротивление грунта. С первым все понятно, а вот для того, чтобы узнать сопротивление грунта, в идеале нужно пригласить эксперта на участок и сделать исследование земли. Это важно, поскольку большинство материалов для стен чувствительны даже к маленьким трещинам фундамента.

Скупой платит дважды, и если вы сэкономите на этом деньги – то потом цена ремонтных работ будет намного больше: могут перекоситься двери, треснуть стены, фундамент, завалиться печная труба.

Как минимум, нужно произвести исследование своими руками: сделать несколько ямок на месте строительство буром или лопатой, и узнать послойный состав грунта. Если точных данных о вашей почве нет, то стоит брать для подсчета минимальное значение.

Обратите внимание!
При проектировании и инженерно-геологических изысканий, нужно учитывать свойства вашего грунта, согласно ГОСТ 25100-95.
Всего их разделяют на 2 группы: с прочными связями и без прочных связей.

При этом значения могут зависеть от:

Текучести грунта. Её можно приблизительно определить таким способом: если лопата легко входит в землю, но потом прилипает на неё, то грунт текучий. Если лопата входит в землю тяжело и легко отваливается от лопаты – грунт не текучий.
Сухости. Комья сухой супеси должны легко крошиться от удара, они не должны лепиться в шар и быть непластичными.
Пористости. Её можно определить, вырезав кубик 10*10 см и взвесить, а затем размельчить и мерным стаканом узнать объем без пор. Используя эти данные, нужно рассчитать пористость по формуле:

M, M1 – объемный вес почвы в плотном и естественном состоянии;
G – вес единицы объема почвы.
V0, V1 – объем почвы в плотном и естественном состоянии.

Обратите внимание!
При постройке фундамента на неуплотненном катком отсыпанном грунте, срок естественного уплотнения таких отсыпок из песка составляет 2-10 лет, каменистых – 2-5 лет, глинистых 10-30 лет.
При этом плановые насыпи уплотняются быстрее: из щебенки или песка 3-12 месяца, а глинистые за 2-5 лет.

Пример расчёта ширины фундамента

Теперь покажем, как используя описанные выше данные сделать реальный расчет оптимальной толщины фундамента :

К примеру, у нас есть дом из газобетона размерами 9*10 метров.
Мы посчитали общую нагрузку на грунт от дома, умножили на 1,3, и она составила 170 000 кгс.
Длина ленточного фундамента по периметру с одной перемычкой – 47 метров.
Земля на участке – суглинок, поэтому берем для расчёта его сопротивление в 1,8 кг/см2.

Переведем длину фундамента в сантиметры: 47 метров = 4700 см.
Находим ширину фундамента по упомянутой вначале формуле:

170 000 / 4700 / 1,8 = 20,1 см.

Итак, у нас получилось значение минимальной толщины – всего 20,1 см. Так как толщина газобетонных блоков 30 сантиметров, а фундамент не может быть меньше её, то оптимально будет сделать его толщиной 35-40 см.

Полученное значение будет давать запас несущей способности в 2 раза больше минимального, поэтому можно быть уверенным в надежности такого основания.

Что касается глубины фундамента, то по британским рекомендациям она составляет 45 см. Если хорошо утеплить фундамент , сделать дренажную систему и обсыпать песком, вы сможете снизить пучинистость суглинка в этом участке, и не заглублять ленту больше 45 см.

Видео в этой статье расскажет вам некоторые нюансы строительства ленточных фундаментов для коттеджей.

Также вы можете сделать расчет согласно Российским нормам ТСН МФ-97 МО и ВСН 29-85.

Заключение

Эта инструкция позволит вам заранее узнать, какой толщины должен быть ваш фундамент. При этом при подсчетах берите всегда значения с запасом, чтобы потом не ломать голову как нарастить фундамент в ширину и быть точно уверенным в его надежности. Также эта методика может вам пригодиться при достройке второго этажа для дома – нужно убедиться, выдержит ли основание новой нагрузки.

Как правильно рассчитать толщину фундаментной плиты

Плитный фундамент широко используется при строительстве малоэтажных зданий. Монолитная конструкция надежно защищает сооружение от проникновения грунтовых вод. Большая площадь опирания предотвращает просадку и деформацию грунта. Жесткая система армирования предохраняет основание от разрушения.

Принцип строения монолитного фундамента

Основой конструкции плитного фундамента служит монолитный бетонно-армированный слой. Подобная конструкция позволяет равномерно распределять усилия от здания на дно котлована.

При просадке и перемещении грунта фундамент компенсирует изменения. Это свойство называют «плавучестью» основания.

Для его изготовления используют высококачественный бетон. Высоту конструкции определяют расчетным способом. Основными критериями для подсчета являются характеристика грунта и проектная нагрузка от сооружения.

Конструкция монолитного фундамента

Плитный фундамент имеет следующую конструкцию:

Котлован.
Дренажная система.
Опалубка.
Песчаная подушка.
Слой геотекстиля.
Щебеночный слой.
Бетонная подготовка.
Гидроизоляция.
Теплоизоляция.
Арматура.

Котлован

Для устройства фундаментной плиты выкапывают котлован. Размеры котлована в плане должны превышать размеры будущего дома на 1–2 метра. Увеличенные размеры служат для укладки дренажа и устройства отмостки.

Дренажная система

Дренаж служит для отвода поверхностных вод от внешних стен здания. Состоит из системы перфорированных труб и приемного колодца. Трубы укладывают с небольшим уклоном. Для защиты от проникновения песка трубы оборачивают 1–2 слоями геотекстиля.

Опалубка

Для изготовления опалубки используют деревянные доски или водостойкую фанеру. Все элементы соединяют с помощью саморезов и стальной проволоки.

Песчаная подушка

Для устройства песчаной подушки используют крупнозернистый песок. Песок позволяет воспринимать и равномерно распределять усилия на плавающую плиту.

Геотекстиль

Между щебнем и песком укладывают слой геотекстиля. Он защищает состав от перемешивания и нарушения дренирующих свойств щебня.

Щебень

Служит для восприятия и передачи усилий на песчаную подушку. Щебень применяют в качестве дополнительной дренирующей системы. Вода при прохождении ослабляет напор и теряет способность к вымыванию песка.

Бетонная подготовка

На песчано-щебневое основание укладывают бетонную подготовку. Высота конструкции составляет 50–150 мм. Подготовку выполняют из бетона низких марок.

защищает бетон от утечки цемента;
равномерно распределяет нагрузку;
делает удобным монтаж стального каркаса.

Гидроизоляция

На бетонную подготовку укладывают слой гидроизоляции. В качестве материалов используют полимерно-битумные вещества. Гидроизоляционный материал служит для защиты фундаментной плиты от проникновения грунтовой влаги.

Теплоизоляция

Теплоизоляция служит для защиты основания от промерзания. В качестве утеплителя используют экструдированный пенополистирол. Высоту слоя принимают 10–15 см.

На теплоизоляцию укладывают полиэтиленовую пленку. Она служит защитой от проникновения жидких компонентов бетонной смеси в утеплитель.

Арматура

Опорные элементы зданий армируются стальными каркасами. Сетка изготавливается из ребристых стальных стержней диаметром 12–18 мм. Они связаны в единый пространственный каркас с помощью стальной тонкой проволоки.

Размер ячеек каркаса зависит от величины проектируемых усилий на основание. Размер ячеек определяется расчетным путем и составляет от 10 до 25 сантиметров.

Расчет высоты фундамента

Целью расчета толщины плитного фундамента являются:

Определение размеров опорной плиты.
Вычисление нагрузок на дно котлована.
Подсчет необходимых материалов.

Вид и характеристика грунта основания.
Материал элементов здания.
Проектируемые усилия.

При расчете учитывают два типа усилий:

статические;
динамические.

Статические силы являются постоянной величиной. Они вызваны весом элементов здания.

Динамические усилия изменяются во времени и в значениях. Они оказываются людьми, мебелью, оборудованием и влиянием атмосферных осадков.

При подсчете нагрузок постоянного действия используют повышающие коэффициенты надежности конструкций. Эти коэффициенты зависят от размеров и материала элементов здания. Значения коэффициентов приведены в нормативных документах.

Подсчет динамических усилий ведут с учетом условий местности, типов используемой мебели, оборудования, планируемой заселенности дома.

В качестве результатов расчета получают следующие данные:

Удельная нагрузка на 1 м 2 грунта основания.
Допустимая толщина конструкции.
Глубина залегания фундамента.

Последовательность расчета

В процессе расчета плитного фундамента выполняют следующие действия:

Вычисляют суммарные усилия от фундамента и основной части сооружения. Значение определяют сложением сил постоянного и временного действия.
Определяют допустимую нагрузку. Величину определяют по нормативным документам в зависимости от типа грунта.
Определяют максимальную массу основания.
Вычисляют максимальную толщину опорной плиты. Полученное значение округляют в меньшую сторону до значения, кратного 5 мм.
Повторяют решение задачи с принятой толщиной опоры.

Для автоматизации процесса используются специальные компьютерные программы.

Анализ результатов расчета

В процессе подсчета получают следующую высоту фундамента, мм:

менее 150;
от 150 до 350;
более 350.

В первом случае монолит не подходит в качестве опоры. Требуются дополнительные обследования и принятие решений для укрепления грунтов.

Во втором случае бетон подходит в качестве основания. Полученный результат округляют до ближайшего значения, кратного 50 мм.

В третьем случае бетон не подходит в качестве опорной части. Требуется принимать другой вариант опор (ленточный или столбчатый).

Глубина залегания фундамента

Глубину залегания плитного фундамента определяют по уровню поверхностных вод и толщине основания.

Глубина залегания зависит от следующих факторов:

типа грунта;
глубины промерзания;
суммарных нагрузок;
уровня грунтовых вод.

Рекомендуемая глубина котлована приведена в нормативных строительных документах. Она может составлять, см:

в северных регионах – от 80 до 100;
в центральных и южных районах – от 30 до 70;
в горных районах – до 20.

Что можно рассчитать, зная толщину фундамента?

По вычисленной толщине плиты рассчитывают следующие параметры:

объем бетонной смеси;
расход арматуры.

Расчет необходимого количества основной арматуры

Арматуру располагают равномерно по всей плавающей плите. В зависимости от толщины плиты каркас устанавливают в один или несколько рядов. Нормативное количество ярусов арматурной сетки при толщине плиты составляет:

до 15 см – 1 ряд;
от 15 до 30 см – 2 ряда;
более 30 см – 3 и более ряда.

Для продольных сеток рекомендовано использовать стержни диаметром 12–18 мм. Диаметр стержней поперечных сеток принимают 8–12 мм.

Шаг стержней зависит от толщины плиты. При ее высоте до 25 см шаг стержней принимают 15 см. При высоте плиты 25 см и более шаг стержней 10 см.

Пример расчета

Рассчитать высоту фундамента.
Определить расход материалов.

Удельное нормативное сопротивление грунта – 0,350 кг/см 2 .
Размеры здания в плане – 4*8 м (320000 см 2 ).
Общий вес конструкций – 24000 кг.
Размеры опорной плиты в плане – 6*10 м.
Плотность бетонной смеси – 2500 кг/м 3 .
Вес 1 погонного метра стальной арматуры — 1,210 кг/м.
Шаг основной арматуры – 100 мм.
Диаметр прутьев – 14 мм.

Суммарная нагрузка на фундамент 24000/320000=0,075≈0,08 кг/см 2 .
Разница между допустимым и фактическим давлением на плиту Δ=0,350-0,075=0,275 кг/см 2 .
Масса основания М=0,275*320000=88000 кг.
Толщина фундаментной плиты Н= (88000/2500)/32=1,1 м.
Длина стержней продольной арматуры 10 м, поперечной – 6 м.
Количество стержней поперечной арматуры: 6/0,10 *2 (слоя)=120 шт.
Количество продольной арматуры: 10/0,10*2=200 шт.
Суммарная длина стержней: 120*6 + 200*10=720 + 2000=2720 м.
Общая масса материала: 2720*1,210=3292 кг.