Возведения и надежность все расчеты по возведению фундамента сводятся к основному

Обновлено: 23.04.2024

Строительство любого дома начинается с закладки фундамента. Главная задача нулевого цикла — передавать нагрузку здания непосредственно на грунт. А потому от надежности и правильности выбора фундамента напрямую зависит капитальность и долговечность самой постройки. С помощью представленной в этой статье поэтапной инструкции определения свойств грунта, вы сможете самостоятельно и без заказа дорогостоящих услугу специалистов определиться с типом, видом и конструкцией будущего фундамента.

Для каждой определенной местности и для каждого вида и веса здания существует свой тип фундамента. Например, нельзя под каменным массивным домом обустраивать легкие свайные конструкции, и вовсе нецелесообразно устанавливать дорогостоящую огромную монолитную плиту под небольшую и легкую каркасную баню. Вот почему еще на самом этапе проектирования необходимо однозначно определиться с типом фундамента.

Главное требование к нулевому циклу дома — это надежность, долговечность и способность держать постройку идеально ровно. И зависят эти качества фундамента не столько от его дороговизны или массивности, сколько от пригодности для определенного вида грунта и рельефа. Например, добротный ленточный малозаглубленный или плитный монолитный фундамент может элементарно начать сползать даже по небольшому склону, а столбчатый — «гулять» в глиняной среде. Вот почему перед началом строительства, и даже выбора участка, необходимо определить степень однородности грунта, наличие и расположение в нем грунтовых вод и глубину его промерзания.

Все эти геологические исследования многие сегодня заказывают в строительных кампаниях. Но, если запланированный бюджет ограничен, то многое о грунте можно узнать так называемым «старым дедовским способом».

Определение типа грунта

Первый шаг в выборе типа фундамента дома — это определение типа грунта участка. Для этой цели можно выкопать яму глубиной 1,5-2 м и хорошо рассмотреть так называемый «срез» земли. Верхний слой, самый темный, — это почва, и ее нужно будет перед началом строительства убрать из-за непригодности. А вот в зависимости от типа находящихся ниже слоев и нужно подбирать фундамент.

Итак, самый нетребовательный для фундамента грунт — скалистый. Он не оседает, не размывается и не вспучивается. Для строительства фундамента на нем нет нужды даже в углублении.

Под почвой оказался песок и глина, да еще и с большой примесью щебня или мелкого камня? Это — хрящеватый грунт. Он достаточно надежен, не размывается водой, и на нем можно ставить даже мелкозаглубленный ленточный фундамент.

Грунт хорошо пропускает воду, прекрасно уплотняется и трамбуется? Это — песчаный грунт. Промерзать он будет на незначительную глубину (до 1 м), а фундамент в нем не намокнет. На таком участке строить можно даже ленточный фундамент из отдельных блоков. Хотя и столбчатый хорошо себя «чувствует» в таких условиях.

От дождя земля сразу стала разжижаться и размываться? Это — глинистый грунт. Глубина промерзания у него более 1,5 м, да и вспучивание немалое. Строительство домов на таком грунте — самое проблемное. Поэтому предпочтение в этом случае рекомендуется отдавать мелкозаглубленному фундаменту, который представляет собой жесткую железобетонную конструкцию, отлично приспособленную к неравномерной деформации основания. Это ленточные, столбчатые фундаменты и монолитная плита. На крайний случай строители обычно еще делают противопучинистую подушку — убирают глину и заменяют ее песком с различными примесями.

Под почвой оказалась смесь песка с глиняными частицами? Грунт будет вести себя соответственно в зависимости от преобладания одного или второго компонента.

А вот на месте осушенных или частично осушенных болот находятся торфяные грунты. Такая земля обычно перенасыщена влагой, и уровень залегания грунтовых вод здесь высок. На таком месте единственно возможный фундамент — это монолитная плита, которую еще называют «плавающей». Неплохо также себя ведет на уклонах и подвижных почвах столбчато-ригельный монолитный фундамент.

К слову, для всех сильно сжимаемых, как торфяники и песчаные подушки, пучинистых и слабонесущих грунтов «плавающие» фундаменты — идеальный вариант. Ведь их большая поверхность значительно снижает давление на сам грунт, а ребра жесткости придают достаточную устойчивость к всевозможным воздействиям разнонаправленных нагрузок, которые неизбежны при просадке, замерзании и оттаивании земли.

Проверка грунта на однородность

Проверить грунт застраиваемого участка на однородность своими силами можно во время бурения глубокой скважины или рытья шурфа минимум на 2,5 м. Так хорошо виден срез грунта — при помощи выработки. Благодаря рытью каналов такой глубины хорошо видно, из каких слоев состоит сам грунт и какой фундамент для него больше подходит.

Так, если грунт окажется крайне неоднородным, плотность его — различной, и заметно, что он неравномерно деформируется, тогда предпочтение лучше отдать такому типу фундамента, как свайный. Ведь именно сваи способны передать давление от здания на более плотные и устойчивые слои грунта — нижние.

Определение близости грунтовых вод

Наличие близкорасположенных подпочвенных вод всегда усложняет строительные мероприятия. Такая почва сильно пучинится зимой и проседает весной, что даже хорошим, капитальным фундаментом переносится крайне тяжело. Нередко из-за этого появляются трещины, разрывы, а двери в доме начинают закрываться с трудом. Но еще полбеды, если дом вместе с почвой поднимается и опускается посезонно одновременно, и куда хуже, если грунт насыщен водами по всей площади неодинаково. В этом случае лучше провести необходимые меры, такие, как сушка, дренаж и перезасыпка. Важно только не путать грунтовые воды и поверхностные — верховодки, которые вызываются таянием снега и дождями и носят временный характер.

Определить уровень расположения грунтовых вод на участке хотя бы приблизительно можно самостоятельно. Для этого необходимо выкопать неглубокие колодцы-шурфы до 2,5 метра глубиной и через них рассмотреть залегающие слои грунта и наличие грунтовых вод. Кроме того, не лишним будет отнести саму жидкость на лабораторный анализ — на вредность.

Но полный профиль грунтовых вод на участке можно получить лишь обратившись за помощью в одну из современных строительных фирм. За неимением такой возможности желательно проконсультироваться с соседями и строителями смежных домов о рекомендуемом заглублении фундамента. Который, к слову, обязательно должен находиться в этом случае ниже уровня промерзания земли.

И, наконец, самый надежный метод определения обилия влаги в почве — это наблюдение весной за дорогой вокруг стройки. Так, если дорога асфальтирована, и в ней видны трещины — почва под ней неоднородна и богата грунтовыми водами. Понаблюдать также будет полезно и за подвалами старых домов в округе — если они сухие и не имеют трещин, значит, фундамент строился именно ленточный. И этому примеру желательно последовать.

Определение глубины промерзания грунта

По сути, не так важно значение глубины промерзания грунта, сколько то, не больше ли эта величина чем расстояние от поверхности земли до первых грунтовых вод. Ведь зимой такие воды быстро замерзают, а лед, как известно, расширяется. И в тех местах, где расположение грунтовых вод достаточно высоко, земля будет подниматься гораздо выше, чем в других местах. И построенный дом станет подниматься выше одним углом, а вторым — ниже. Как результат — трещины и ранние деформации фундамента.

Но, если точно воссоздать полный профиль расположения грунтовых вод в земле довольно сложно, и без профессионального анализа здесь не обойтись, то глубину промерзания почвы определить можно самостоятельно. Для этого необходимо обратить внимание на:

плотность грунта. Чем плотнее земля, тем она сильнее промерзает из-за хорошей проводимости холода между ее отдельными частицами;
влажность грунта. Более влажный грунт промерзает глубже. А на его насыщенность влагой влияет уровень грунтовых вод и наличие поблизости любого естественного водоема;
состояние стен и фундаментов соседних более старших построек;
количество снега зимой на земле. Чем его меньше, тем глубже промерзает на этом месте грунт.

В дополнение, в сильно промерзающих грунтах, да еще и с высокими грунтовыми водами, сегодня часто возводят фундамент мелкого заложения с теплоизоляцией. Именно теплоизоляция помогает предотвратить промерзание земли возле фундамента, а, значит, уменьшает воздействие сил пучения от морозов на само здание. Такой способ на сегодняшний день считается одним из самых эффективных и экономичных. Кроме того, такому фундаменту не страшны изменения свойств грунта, которые неизбежно возникают со временем. Единственный недостаток мелкозаглубленных фундаментов — их нельзя возводить на склонах из-за возможного сдвига.

Вычисление силы вспучивания грунта

На глубину закладки и выбор вида фундамента влияет также такое обстоятельство, как вспучивание грунта. Так, зимой все грунты в той или иной мере поднимаются, а весной — опускаются. Фундамент и все расположенные строения на нем «дышат» вместе с грунтом. Вот почему так важно, чтобы грунт был однородным, и вспучивался благодаря этому одинаково по всему участку. Верхний слой грунта — почва — традиционно перед строительством снимается, т.к. она сама по себе неоднородна от природы — в ней всегда встречаются различные примеси органических остатков, разнородный мусор, камней и других вкраплений, а это опасно для последующей неравномерной осадки фундамента.

Определить возможную силу сезонного вспучивания можно по таким признакам:

насыщенность грунта влагой. Влажный грунт всегда вспучивается сильнее;
состав грунта. Традиционно сильнее «играют» глинистые грунты, если сравнивать их с песчаными;
уровень грунтовых вод. Чем он выше, тем сильнее будет пучится почва.

Если на выбранном участке под застройку почва пучится достаточно сильно, то лучше отдать предпочтение плитному типу фундамента, который армируется железным каркасом и сам по себе — очень надежная конструкция.

Но, если грунт к тому же еще и мягкий и глубоко промерзает, то для облегченных конструкций неплохим вариантом станет и столбчатый фундамент.

А вот в случае, если грунт на планируемом участке не только пучится, но еще и подвижен (чаще всего это глинисто-песчаные земли), да и грунтовые воды максимально близки к поверхности, строиться дом будет исключительно на плитном, «плавающем» фундаменте.

Прогнозирование будущей просадки грунта

Важна при выборе фундамента также просадка имеющегося грунта. Так, какое бы здание не строилось, под воздействием его нагрузок фундамент обязательно опускается на величину, которая и называется осадкой. Если при этом сама осадка будет неравномерной — трещин не избежать. И задача проектировщика как раз добиться того, чтобы в первые два года здание оседало максимально равномерно.

Сама нагрузка, действующая на основание фундамента, состоит из таких составляющих: веса выбранных строительных материалов, конструктивных особенностей чердачного и межэтажного помещения, кровельного материала, конструкции кровли (задерживает она на себе снег или нет), а также эксплуатационных нагрузок.

Не стоит забывать, что на грунт оказывают давление все дома, которые расположены близко к застраиваемому участку, и новый дом также добавит свою тяжесть.

А вот в случае, если участок под застройку оказался с пучинистым, тяжелым и просадочным грунтом, фундамент может быть только плитным, когда котлован под домом полностью заливается бетоном. Затрат на металл и бетон такой вид фундамента, конечно, требует значительных, зато такой дом может смело стоять не один десяток лет даже на высушенном болоте. Ведь, как известно из курса физики, чем больше площадь давления на поверхность, тем меньше сама сила давления.

Определение степени риска коммунальных аварий

Еще один немаловажный фактор для определения типа будущего фундамента — это риск аварий старых водопроводных труб. Ведь даже при несильной протечке ржавые трубы быстро насыщают окружающий грунт дополнительной влагой, и он пучится в холодное время намного сильнее, чем обычно. И это опасно как для целостности фундамента, так и для самой постройки. Поэтому строиться лучше на том участке, где узлы таких систем расположены подальше, или на крайний случай установить дополнительную дренажную выводящую систему для уменьшения количества грунтовых вод.

Идеальным без преувеличения можно назвать каменистый и скалистый грунт, который, по сути, представляет собой сплошной камень. Такому грунту не страшно ни влияние влаги, ни морозы, ни изменения погодных условий — своих свойств он не изменяет. В остальных же случаях при проектировании дома нужно выбирать тот тип фундамента, который максимально бы соответствовал и планируемым нагрузкам, и природным особенностям имеющегося грунта участка.

Надёжный фундамент – основа любого дома. От того, насколько правильно был выбран и построен фундамент, во многом зависит срок эксплуатации дома и комфортность проживания в нём. Любая ошибка, допущенная ещё на этапе возведения основания, приводит к печальным последствиям в будущем: фундамент и, в результате – стены, могут треснуть, или фундамент может «приподнять» силами морозного пучения, строение может просесть и перекоситься. Всё это приведёт к необходимости дорогостоящего ремонта.

Чтобы этого избежать, надо выбрать правильный фундамент . Из нашего материала вы узнаете ответы на следующие вопросы:

С чего начинается выбор фундамента.
Для чего нужно проводить геологические изыскания на участке.
Какие нагрузки собираются для расчёта несущей способности фундамента.
Какие типы фундаментов являются наиболее распространёнными.
Какую наиболее частую ошибку допускают застройщики при выборе конструкции фундамента.

Основные факторы, влияющие на выбор типа фундамента

Чтобы понять, как правильно выбрать фундамент, необходимо разобраться в его предназначении.

Фундаментом называется основание любого строения, которое передаёт нагрузку, создаваемую весом сооружения, на нижележащие слои грунта. Правильно спроектированный и возведённый фундамент должен перераспределять на грунт :

вес дома;
вес снеговой нагрузки;
вес полезной нагрузки.

Прежде тем, как приступить к выбору типа фундамента, нужно:

Разработать проект дома и определиться с материалом стен, перекрытий, кровельного покрытия.
Рассчитать предполагаемый вес здания.
Узнать состав грунта на строительном участке и уровень залегания подземных вод.
Выяснить несущую способность грунта.
Произвести расчёт фундамента.

При выборе типа конструкции фундамента и его расчёта первостепенное значение имеет проведение геологических изысканий . В зависимости от несущей способности грунта и материала, из которого изготавливается дом, фундамент может иметь разную глубину заложения и конструкционные особенности.

Многие начинающие застройщики недооценивают необходимость исследования грунта. Это приводит либо к неоправданному усложнению и удорожанию конструкции фундамента, с тотальным перезакладом его прочностных характеристик, либо к чрезмерной экономии, что ведёт к потере качества и надёжности основания дома. О том, к чему приводит подобный подход, наглядно рассказывается в разделе нашего сайта Ремонт и реконструкция фундаментов.

Возведение дома (в первую очередь - каменного) без чёткого понимания типа грунта – это строительство «вслепую», с непредсказуемыми результатами в долгосрочной перспективе.

Т.к. фундамент передаёт нагрузку от здания на нижележащие слои грунта, то зона активного влияния нагрузок от дома распространяется значительно ниже глубины заложения подошвы фундамента. Кроме этого, фундамент может подвергаться негативному воздействию грунтовых вод. Это со временем может привести к заиливанию дренажа или вымыванию песчаной подготовки, что может вызвать неравномерную просадку фундамента.

Гидро- и геологические изыскания следует рассматривать как неотъемлемую часть строительного процесса по возведению фундамента. В ходе таких исследований:

выясняют тип, состав и несущую способность грунтов;
выясняют уровень залегания грунтовых вод;
выявляют наличие «сложного» грунта;
находят пустоты, провалы, участки со слабонесущим, водонасыщенным грунтом.

Все эти меры позволят также разработать необходимый комплекс мероприятий по дренажу и водоотведению влаги от фундамента.

- Геологическое исследование грунтов и вод на участке строительства позволяет проектировщику понять, с какими грунтами ему предстоит работать. Какая отметка уровня грунтовых вод, какие перепады есть на участке. Возможно ли строительство цокольного этажа. После чего разрабатывается архитектурный проект и выбирается тип фундамента.

На этом этапе обычно разрабатывается несколько вариантов конструкций основания. И, в зависимости от технико-экономических показателей и архитектурных решений, выбирается наиболее рациональный вариант фундамента.

- На мой взгляд, наилучший для малоэтажного строительства тип грунта – крупный песок или сухие плотные глины (суглинки и супеси), либо скальные породы низкого залегания. Они дают наилучший по экономике результат, т.к. зачастую для надёжной опоры вполне достаточно отдельно стоящих мелкозаглубленных бетонных блоков или ленточного фундамента, возможно даже сборного из бетонных блоков или полнотелых керамических кирпичей.

- Есть ряд грунтов, которые в большинстве случаев не могут служить основанием сооружений – это торф и заторфованные грунты, неуплотнённые насыпные грунты, водонасыщенные пылеватые пески, растительный слой (чернозём). Такие грунты заменяются, проходятся насквозь, если это возможно (с помощью свай) или закрепляются с помощью специальных технологий .

Есть закарстованные, просадочные, набухающие грунты, вечномёрзлые грунты, обычно требующие специальных мероприятий для устройства на них фундаментов. Во всех остальных случаях, вне зависимости от типа грунтов и его несущей способности, как правило, возможно, применение традиционных типов фундаментов.

Также при выборе типа фундамента необходимо учитывать вероятность возникновения сил морозного пучения.

- Морозное пучение – это процесс, при котором зимой влага, содержащаяся в грунте, замерзает. В результате влагонасыщенный грунт расширяется в объёме, весной и в оттепель происходит обратный процесс. Это может вызвать деформацию фундамента и дома.

Популярные сегодня стеновые материалы, такие как: большинство конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов, в особенности газо- и пенобетонные блоки, или поризованные керамические блоки весьма требовательны к качеству фундамента, т.к. они плохо переносят изгибающие нагрузки – работу на излом.

Причём, строительство глубоко заглубленного фундамента, особенно под относительно лёгкие строения, не всегда оправданно. Это происходит из-за того, что касательные составляющие сил морозного пучения, в силу большей площади контакта с заглубленной «стеной» основания, дают больший суммарный эффект воздействия на такой фундамент.

Поэтому во многих случаях, вместо того чтобы зарывать фундамент в землю, разумнее или экономичнее возвести основание неглубокого заложения. При этом может потребоваться предпринять целый комплекс мер, уменьшающих воздействие сил морозного пучения. К таким мероприятиям относится строительство утеплённой отмостки , утепление цокольной части и дренаж фундамента .

Принимая решение выполнения работ по возведению дома своими руками, в первую очередь обращаем особое внимание на обустройство фундамента. В случае, когда за разработку проекта будущего строения берутся профессионалы, они учитывают все необходимые факторы: тип грунта, климатические условия, планируемую нагрузку и прочее. Особенно если дом планируется с подвалом. Но данная услуга доступна не всем, поэтому очень часто возникает вопрос, как правильно рассчитать базис дома.

Конечно, можно воспользоваться онлайн калькулятором в сети. Но большинство начинающих строителей принимаются за данную работу самостоятельно. Попробуем привести несколько важных советов, которые помогут правильно рассчитать фундамент для своего будущего дома. В первую очередь рекомендуем подробно изучить все показатели норм, указанных в СНиПах, строительного направления.

Почва

От правильного определения типа почвы зависит выбор фундамента

Самым первым фактором, который следует тщательно изучить – это почва на участке, которая выбрана для постройки дома. От ее типа зависит многое:

тип фундамента;
глубина его залегания;
выбор вида гидроизоляции;
возможность обустройства подвала.

Для того чтобы правильно оценить почву, необходимо выкопать в нескольких местах ямы или пробурить скважины. Расстояния между ними должно быть не менее метра. Грунты на одном и том же участке могут быть различными, а, следовательно, свойства их отличаются.

Очень важно не ориентироваться на свойства грунта соседнего участка и игнорировать обследование своего.

Скважина пробуривается до глубины 2 метров. Такая глубина достаточна для того, чтобы получить представление, какой тип почвы преобладает.

Далее определаются с видом фундамента и глубиной его залегания.

Приведём характеристики самых распространённых типов грунтов и варианты решений относительно расчёта основания дома.

Каменистые и полукаменистые грунты имеют очень высокую несущую способность. Исходя из этого, можно выполнять работы по устройству фундамента любого типа, кроме свайного.

Особенности выбора

Если пучинистый грунт на поверхности, то его можно частично заменить на песок

Другие типы грунтов, песчаные, глинистые, торфяные, суглинки в той или иной мере обладают таким свойством, как пучинистость. Поэтому при выполнении работ по закладке фундамента вне зависимости от того с подвалом или без, обращаем внимание на такие факторы:

На какой глубине залегает пучинистый тип грунта. Если он располагается на поверхности и по всей глубине пробных скважин, то можно какую-то часть заменить, например, на песок и приступить к закладке ленточного основания. Или сразу обустраивать свайный фундамент.
Изучить уровень залегания грунтовых вод. Чем выше они проходят, тем меньше типов фундаментов подходят для закладки. Если воды проходят на глубине одного метра, то лучше выбрать плитный фундамент. Об обустройстве подвала не может быть и речи.Если ниже, то можно остановиться на мелкозаглублённом ленточном основании.
Уровень промерзания почвы. В случае, когда пучинистый грунт залегает на глубину промерзания почвы, то его следует заменить. В противном случае обустраивают заглублённое ленточное основание или фундамент с применением свай. В отдельных случаях можно выбрать мелкозаглублённый плитный фундамент.

При расчётах необходимо учитывать все три фактора одновременно.

Площадь подошвы основания

Одним из важных фактов расчёта фундамента является площадь его подошвы. Перед началом выполнения работ необходимо понимать, как правильно распределить нагрузку на грунт. Рассчитывается данная величина по специальной формуле, представленной ниже.

Площадь подошвы рассчитывается для того, чтобы основание с его несущей нагрузкой не продавливал грунт. Не учитывают показатели данной величины только при обустройстве плитного фундамента, так как здесь задействуется достаточная площадь для распределения нагрузки. Но в таком случае исключается устройство подвала.

Сопротивление грунтов

Показатели сопротивления нагрузке каждого типа грунта зависят от того, насколько глубоко находятся его залежи, а также от показателей его плотности и пористости. С увеличением глубины увеличивается и коэффициент сопротивления.

Поэтому, если планируется выполнение работ по закладке фундамента на глубину менее полутора метра, то сопротивление грунта необходимо рассчитать по формуле

R₀ – расчётное сопротивление, которое можно определить по таблице, приведённой ниже

H – показатель глубины закладки фундамента в соответствии с нулевым уровнем земли (см).

Также следует учитывать, что на сопротивление нагрузке влияет уровень влажности почвы. Поэтому не следует игнорировать уровень прохождение грунтовых вод.

Понятно, что при произведении самостоятельных расчётов придётся приложить немало усилий. Поэтому для облегчения работы можно использовать онлайн калькулятор. Подробнее о расчете сопротивления грунта смотрите в этом видео:

Общая нагрузка на грунт

Общая нагрузка будущей конструкции, с учётом примерной нагрузки основания. Обращаем внимание, будет ли обустраиваться подвал. Для этого необходимо опираться на данные, представленные в таблице ниже.
Суммарную нагрузку используемых элементов в быту, такие как камины, печи, мебель, люди и прочее.
Сезонные нагрузки. Например, снежные покровы. Показатели для каждой климатической полосы различно. Так, для средней полосы – 100 кг/м 2 кровли, для южной – 50 кг/м 2 , для северной – 190 кг/м 2 .

Значение площади подошвы фундамента определяет показатели ширины траншеи для ленточного основания и площади опоры для столбчатого или свайного фундамента. Если возникают затруднения расчёта, рекомендуем обратиться к онлайн калькулятору.

Учимся на примере

Предлагаем рассмотреть процесс расчёта на определённом примере. Выполним вычисления для фундамента дома габаритами 6×8 м с обустройством одной несущей стены внутри и без устройства подвала. О том, как самостоятельно рассчитать фундамент, смотрите в этом видео:

После вычисления веса дома и других общих нагрузок получили показатель равный 160000 кг.
После исследование типа грунта, определили, что преобладает глина влажная. Её показатели сопротивления по таблице равна 6кг/см 2 . Коэффициент условий – 1. Коэффициент надёжности – 1.2.
Подставив все показатели в формулу, получим S=(1,2*160000):(1*6)=32000(см 2 )=3,2(м 2 ).
Теперь определяем ширину траншеи для ленточного фундамента. Общая длина ленты составляет примерно (6+8)*2+6=34 (м). Слагаемое 6 вне скобок определяет длину внутренней несущей стены. Таким образом, ширина траншеи составит 3,2/34=0,1 (м).
Для деревянного домика, рассчитав площадь подошвы получаем показатель 1 м 2 . Теперь приступаем к вычислению количества необходимых свай. Обращаем внимание на о, что в данном случае устройство подвала довольно сложный процесс. Учитывая, что для одной сваи необходимо основание площадью 0,07 м 2 , получаем 1/0,07=15 свай.

Обращаем внимание, что это минимальный показатель, который обеспечит равномерное распределение нагрузки. Но, устраивая фундамент, учитываем ширину стены и другие показатели.

Итак, производя расчёты для фундамента, следует несколько раз перепроверить показатели. Насколько правильно выполнены вычисления, зависит надёжность и безопасность будущей конструкции. Также немаловажный фактор – это расчёт закупок материалов для выполнения работ по закладке фундамента.

В большинстве случаев, заливая фундамент под дом, застройщик не задумывается о расчете глубины его залегания, площади опоры и так далее. Как правило, мы закладываем фундамент как все, а весь расчет сводится к советам соседей по участку и фразам: «Мол, выдержит. Куда он денется?».

Такой подход не всегда бывает правильным, потому что даже на соседних участках бывают отклонения в характеристиках грунта. Ну а что бы не получилось так, что у соседа дом стоит целый, а у вас по всем стена пошли трещины, необходимо сделать хотя бы приблизительные расчеты.

Как правильно рассчитать стоимость фундамента под дом, я уж е рассказывал на конкретных примерах в одной из предыдущих статей. В этой статье поговорим о расчете размеров и свойств самого фундамента.

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

Зависимость выбора типа фундамента от вида грунта, хорошо описана в статье Фундамент под дом из пеноблоков на различных грунтах, а какие вообще бывают типы фундамента, для каких построек они предназначены, а так же об их достоинствах и недостатках, я рассказывал в статье Типы фундамента под дом в современном строительстве.

Грунт оказывает самое непосредственное влияние, как на тип фундамента, так и глубину его заложения.

Глубину заложения столбчатого или свайного фундамента рассчитывать не имеет смысла, как правило, столбы (сваи) закладываются ниже глубины промерзания на 30-40см, но обязательно на твердый грунт.

Плитный фундамент закладывается на глубину, зависящую исключительно от толщины монолитной плиты.

Остается разобраться с глубиной заложения ленточных фундаментов, в зависимости от типа грунта. Расчет заглубления такого фундамента производится на основании рекомендательной таблицы:

Расчет фундамента по несущей способности грунта (вычисляем необходимую площадь опоры)

Рассчитать фундамент по несущей способности грунта очень просто, несмотря на видимую сложность и большой объем. Весь расчет сводится к определению минимальной площади основания фундамента под дом, при которой грунт без проблем выдержит всю массу дома, но все же что бы не запутаться, давайте обо всем по порядку.

Сама формула для расчета минимальной площади основания фундамента выглядит следующим образом:

_{S > γ_n · F / (γ_c · R₀)}

γ _c - коэффициент условий работы

γ_n = 1,2 - коэффициент надежности

F - нагрузка на основание (вес дома + вес фундамента + различные дополнительные нагрузки)

R₀ - расчетное сопротивление грунта под основанием фундамента

S - площадь основания фундамента (см 2 )

Что это означает? Все просто, по формуле мы рассчитываем минимальную площадь опоры фундамента на землю, реальная площадь опоры должна быть больше расчетной, на сколько больше - зависит от желания и возможностей застройщика заложить запас по прочности.

Теперь давайте разберемся, где нам взять все эти страшные значения из формулы, чтобы рассчитать площадь основания фундамента.

Коэффициент условий работы γ _c

Коэффициент условий работы можно взять из этой таблицы:

* - короткие строения у которых соотношение длины к высоте менее 1,5

** - длинные строения у которых соотношение длины к высоте более 4

Рассчетное сопротивление грунта под основанием фундамента R₀

Так как масса всего дома будет практически полностью опираться на грунт под основанием фундамента, необходимо знать расчетные сопротивления различных грунтов на глубине, равной глубине заложения фундамента.

Если фундамент планируется углублять на 1,5м и более, то расчетное сопротивление грунта можно взять напрямую из таблиц.

Таблица для гравийных грунтов и песков:

Очень часто у нас на участке встречаются глинистые грунты. Для глинистого грунта расчетное сопротивление можно взять из этой таблицы:

Эти табличные данные можно напрямую использовать, в случае заложения фундамента на глубину 1,5м и более. В случаях заложения фундамента на меньшую глубину, плотность грунта под подошвой фундамента будет отличатся, а значит и будет отличатся и расчетное сопротивление грунта.

Для того, чтобы рассчитать фундамент, заложенный на глубину менее 1,5м, воспользуемся простой формулой

R = 0,005*Ro *(100 + h/3)

Ro - значение из предыдущих таблиц

h - глубина заложения фундамента

Как рассчитать массу дома с фундаментом F

Конечно, рассчитать абсолютно точную массу всего дома будет практически не возможно, в течение года масса дома будет постоянно меняться. Так, например, зимой дом будет тяжелее из-за снега на крыше, который тоже, в конечном итоге, опирается на фундамент дома.

Но приблизительную массу дома, со всеми дополнительными нагрузками, рассчитать не составит труда, тем более что некоторые значения берутся приближенно с максимальным запасом.

Что учитывается при расчете массы дома

При расчете учитывается все, что опирается на фундамент, а именно:

полная нагрузка конструкции, включающая в себя массу стен с отделкой, перекрытия, кровлю, а так же и сам фундамент
максимальная нагрузка от находящихся в доме объектов, передающих вес на фундамент дома (лестницы, камины, объекты интерьера и т.д.)

Если у вас полы первого этажа будут залиты по грунту, их нагрузку можно не учитывать. Так же можно не учитывать нагрузку от объектов, находящихся на таком полу (мебель, люди и т.д.).

Определяем массу стен

Каждый строительный материал имеет свой удельный вес, измеряется он в килограммах на один кубический метр. Например, у железобетона удельный вес – 2500 кг/м3, это значит, что один кубический метр бетона весит 2500 кг.

В СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» в приложении №3 «Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций» вы сможете найти удельный вес основных строительных материалов, но эти СНиП 1979 года, с того момента на строительном рынке появилось множество совершенно новых материалов. В связи с этим, физически невозможно написать удельный вес для каждого, да и такой точный расчет для индивидуального жилого малоэтажного дома, где учитывается вес растворных швов, гвоздей, скоб и т.д. – нецелесообразен.

В интернете в свободном доступе вы без труда найдете удельный вес любого интересующего вас материала, ну а если вы уже на 100% решили, из чего будете возводить свой дом, то удельный вес можно уточнить у производителя или продавца.

Для приблизительных расчетов можно воспользоваться таблицей, где указан вес одного квадратного метра стены (не путайте с удельным весом), а вам необходимо будет только подсчитать общую площадь всех своих стен и умножить на значение из таблицы.

Таблица веса квадратного метра стены при толщине стены 15см.

Площадь стен считается вместе с оконными проемами, т.е. просто умножаем высоту стены на ее длину без вычета проемов. Это необходимо для запаса прочности в расчетах.

Рассчитываем удельный вес перекрытий

Для того чтобы не рассчитывать массу отдельно по каждому материалу для перекрытия, можно воспользоваться приближенной таблицей, в которой указан примерный удельный вес одного квадратного метра перекрытия, для того, чтобы рассчитать полный вес всего перекрытия, необходимо его площадь умножить на данные из таблицы.

В этой таблице уже учтена с запасом нагрузка от бытовых объектов находящихся на перекрытии, поэтому дополнительно считать, сколько весит ванна, а сколько холодильник – не требуется.

Расчет удельного веса кровли

Для расчета нагрузки от кровли, надо знать из какого она материала будет построена, а так же необходимо посчитать площадь крыши. Затем площадь крыши умножить на данные взятые из этой таблицы:

Кроме нагрузки самой кровли, на фундамент в зимний период будет так же действовать нагрузка создаваемая снегом.

Расчет снежной нагрузки в зимний период

Для расчета снежной нагрузки, нам понадобятся данные из прошлой формулы, а именно площадь крыши, которую необходимо умножить на данные из таблицы:

Расчет веса фундамента

Здесь все просто, необходимо рассчитать объем в кубических метрах всего фундамента, т.е. сколько бетона потребуется для заливки, с учетом цокольной части, а затем полученную цифру умножить на 2500.

Почему на 2500? Потому что у железобетона удельный вес составляет 2500 кг в одном кубическом метре.

Итоговый расчет веса всего дома

Теперь все данные необходимо сложить, т.е.:

вес стен
вес перекрытий
вес кровли
снеговую нагрузку
вес фундамента

Пример расчета полной нагрузки дома на грунт:

Не волнуйтесь, если в ваших расчетах будут совершенно другие значения и в других пропорциях. В таблице приведены численные значения - взятые из головы (примерные). Не нужно опираться на них при своих расчетах.

Окончательный расчет минимальной площади подошвы фундамента под дом

Напомню формулу для расчета площади основания фундамента и приведем пример расчета простого фундамента:

γ_n _- _{коэффициент надежности для запаса прочности, постоянная величина равная 1,2}

R₀ - расчетное сопротивление грунта под основанием фундамента, берется из таблицы, для примера возьмем его равным 2,5

F - полная нагрузка дома, из последней таблицы возьмем примерно подсчитанную массу всего дома, у нас она равна150 000 кг

γ_c - коэффициент, зависящий от грунта и самого строения, взятый из таблицы вверху статьи, давайте для примера примем его равным 1,1

Теперь остается только подставить все значения в формулу:

S > 1,2 · 150 000 / _{1,1 · 2,5 =} 65 454 см 2

Давайте полученное значение округлим до 66 000 см 2 .

Не волнуйтесь, что получилось такое большое страшное значение, не забывайте, что это значение минимальной площади в см 2 , а чтобы перевести его в м 2 надо разделить на 10 000.

66 000 / 10 000 = 6,6 м 2

Что это означает? Все очень просто, площадь подошвы фундамента под дом должна быть не менее 6,6 м 2 . Больше - конечно можно. Даже желательно, чтобы было больше, как говорится - с запасом по прочности. Но меньше - ни в коем случае!

Для того чтобы рассчитать площадь основания ленточного фундамента, достаточно общую длину всей закладываемой ленты умножить на ширину. Т.е. допустим у вас длина всей ленты 50м, а ширина - 0,4м. Расчитаем площадь опоры фундамента на грунт умножив 50*0,4 = 20м 2 . Это говорит о том, что наш будущий фундамент подходит под наш расчетный дом с большим запасом, почти в три раза. А это, в свою очередь, означает, что можно уменьшить площадь опоры. Длину мы не уменьшим, скорее всего, а ширину вполне возможно.

При расчете столбчатого фундамента таким образом подбирают количество столбов, т.е. у нас известна площадь опоры одного столба, нам необходимо чтобы сумма площадей всех столбов была больше расчетной. И чем больше будет запас прочности, тем естественно будет лучше.

Подведем итог расчета фундамента

Как видите, очень много всего написано, но это не от сложности расчетов, а из-за множества различных типов грунтов, строительных материалов и т.д. Сам расчет заключается нахождении по таблицам значений и в подстановке их в формулу.

Конечно, это очень приблизительные расчеты, но они уже учитывают приличный запас по прочности, поэтому проделанной работы вполне хватит для того, чтобы рассчитать фундамент под частный дом малой этажности.

Возведение фундамента является одним из самых важных и ответственных этапов строительства сооружения – это должен понимать каждый индивидуальный застройщик. При разработке проекта дома специализированной компанией вся работа ложится на плечи профессионалов (спорное утверждение), которые несут ответственность за все расчеты при проектировании, в том числе и за правильный расчет фундамента. Однако подобные услуги не всегда радуют своей доступностью и качеством, приходится перепроверять, чтобы избежать лишних затрат при покупке стройматериалов. В этой статье мы попробуем достаточно подробно расписать процесс расчета фундамента. Более подробную информацию рекомендуем поискать в соответствующих СНиПах и СП по строительству.

Грунт – как много в этом слове!

Еще при покупке участка стоило на минуту закрыть глаза на красоту живописного места и буквально копнуть глубже — ознакомиться с составом почвы. Ведь от качественных показателей грунта зависит не только трудоемкость возведения построек на участке, но и затраты, связанные с процессом строительства.
Для оценки грунта на строительном участке достаточно выкопать несколько ям или пробурить пару скважин. Почему несколько? Дело в том, что в ряде случаев в пределах нескольких метров почва на участке может быть разной, соответственно, она обладает разными свойствами. Ни в коем случае не стоит полагаться на результаты исследований у соседей – чревато самыми неприятными последствиями!

Яма выкапывается на глубину 2 метра – этого вполне достаточно, чтобы иметь представление о том, с каким грунтом придется работать. Ниже мы привели список наиболее распространенных типов грунта, с которыми сталкиваются индивидуальные застройщики, стремящиеся построить фундамент и дом своими руками. Уже по внешнему виду грунта, глубине залегания и толщине отдельных слоев можно принимать решение о том, какое основание является предпочтительным, а от какого лучше отказаться.

Скальный и полускальный грунт отличаются высокой несущей способностью, поэтому на них можно возводить практически любой тип фундамента. По вполне понятным причинам, свайное основание не входит в этот список. Глинистый, песчаный, торфяной, илистый, грунт супесь и суглинок относятся к классу пучинистых, поэтому при строительстве дома на участке, где превалируют такие типы почвы, тип основания для постройки подбирают исходя из:

глубины залегания слоя пучинистого грунта. Например, пласт такой почвы начинается с поверхности и продолжается по всей глубине ямы. Можно заменить часть такого грунта непучинистым – песком – и возвести ленточный фундамент, либо отдать предпочтение свайному фундаменту;
уровня грунтовых вод. Чем ближе к поверхности грунтовые воды, тем больше накладывается ограничений на выбор типа фундамента. Если они находятся на глубине 1 м, лучше отдать предпочтение плитному основанию, если глубже, то можно рассмотреть незаглубленные ленточные;
глубины промерзания грунта. Если грунт пучинистый вплоть до глубины промерзания, его можно заменить непучинистым, либо построить заглубленный ленточный фундамент, или отдать предпочтение свайному основанию. Можно также использовать незаглубленный плитный фундамент.

Причем, необходимо одновременно учитывать сразу три вышеперечисленные характеристики грунта.

Расчет площади подошвы

Важное место в проектировании основания для будущей постройки занимает расчет площади подошвы. Данный этап работы проводится по формуле, представленной на рисунке ниже. Полученное в результате вычислений значение – примерная общая площадь подошвы фундамента, необходимая для того, чтобы буквально под нагрузкой не продавить грунт. Если речь идет о строительстве самого дорогостоящего – плитного фундамента (в статье про расчет арматуры вы оцените, насколько «экономично» данное решение), то можно и вовсе избежать этих расчетов, ведь достаточно залить плиту под всей площадью дома, а такой подошвы с избытком хватит для предупреждения всех сюрпризов, которые преподносит грунт.

Каждый тип грунта, в зависимости от глубины заложения, плотности и пористости, обладает своими показателями сопротивления нагрузкам. Само собой разумеется, что пласты почвы на большой глубине в результате естественной прессовки отличаются большими значениями сопротивления. Так, если вы планируете строить фундамент на глубину меньше 1,5 м, то расчетное сопротивление грунта примет несколько иное значение. В этом случае оно будет рассчитываться по формуле: R=0,005R0(100+h/3), где R0 – табличное значение расчетного сопротивления, h – глубина фундамента относительно нулевой отметки, см. В свою очередь, многое зависит от грунтовых вод, ведь повышенная влажность грунта уменьшает его сопротивление нагрузке.

Естественно, что при самостоятельном расчете придется повозиться над вычислением нагрузки от возводимой конструкции, которая будет оказываться на пласты грунта под подошвой фундамента. Сюда включается:

суммарная нагрузка от сооружения, в том числе и примерная – от фундамента (используются данные таблицы, представленной на рисунке ниже);
нагрузка от объектов, которые будут размещены в постройке (камины, мебель, люди);
вес сезонных нагрузок от снежного покрова. Для средней полосы принимается равным 100 кг на кв. м кровли, для южной – 50 кг, для северной – 190 кг.

Полученное в результате вычислений значение площади подошвы фундамента используется при составлении проекта фундамента: выборе ширины ленты (для ленточного монолитного основания) или площади опоры (для столбчатого, свайного типов фундаментов). Рассмотрим конкретный пример расчета для каменного дома 6×8 м. О том, как подбирается арматура для фундамента, пойдет речь уже в отдельной статье.

Пример расчета фундамента

Предположим, что мы строим двухэтажный каменный дом 6 × 8 м, проект которого предусматривает в том числе одну внутреннюю несущую стену. Масса дома с учетом всех нагрузок получилась равной 160 000 кг. Грунт – влажная глина (расчетное сопротивление – 6 кг/см²). Коэффициент условий – 1. Коэффициент надежности – 1,2. Подставляем все значения в формулу расчета площади подошвы:

S = 1,2 × 160000 / (1 × 6) = 32 000 см² = 3,2 м²

Для ленточного фундамента: при общей длине ленты примерно (6+8) × 2 + 6 (внутренняя стена) = 34 м минимальная ширина ленты составит 3,2 / 34 = 0,1 м. Это минимальное значение!

Если рассматривать фундамент для легкого деревянного дома при условии, что минимальная площадь подошвы получилась равной 1 м², то для возведения свайного фундамента (площадь основания каждой сваи принимается равным 0,07 м², при условии, что нижняя часть сваи в диаметре – 0,3 м) потребуется:

1 / 0,07 = 15 свай

Семь раз отмерь – один отрежь!

Рекомендуем несколько раз всё перепроверить, прежде чем приступать к непосредственному возведению фундамента. От этого зависит не только будущее сооружения, но и его надежность, безопасность эксплуатации. Немалую роль играют и экономические факторы, в том числе расходы на строительные материалы. В одной из следующих статей вы узнаете о том, как провести расчет объёма бетонной смеси и сможете оценить общую стоимость основания. Хочется верить, что представленная информация оказалась для вас полезной!

Читайте также: