Как правильно рассчитать нагрузку на фундамент

Пример выполнения вычислений

Удобнее всего сбор нагрузок на фундамент дома делать в табличной форме. Пример рассмотрен для следующих исходных данных:

  • дом двухэтажный, высота этажа 3 м с размерами в плане 6 на 6 метров;
  • фундамент ленточный железобетонный монолитный шириной 600 мм и высотой 2000 мм;
  • стены из кирпича полнотелого толщиной 510 мм;
  • перекрытия монолитные железобетонные толщиной 220 мм с цементно-песчаной стяжкой толщиной 30 мм;
  • кровля вальмовая (4 ската, значит, наружные стены по всем сторонам дома будут одинаковой высоты) с покрытием из металлической черепицы с уклоном 45 градусов;
  • одна внутренняя стена посередине дома из кирпича толщиной 250 мм;
  • общая длина гипсокартонных перегородок без утепления толщиной 80 мм 10 метров.
  • снеговой район строительства ll, нагрузка 120 кг/м2 кровли.

Далее рассмотрен пример расчета в табличной форме.

Определение нагрузкиКоэффициент надежностиРасчетное значение, тонн
Фундамент

0,6 м * 2 м * (6 м * 4 + 6 м) = 36 м3 — объем фундамента

36 м3*2500 кг/м3 = 90000 кг = 90 тонн

1,3117
Наружные стены

6 м * 4 шт = 24 м — протяженность стен

24 м * 3 м = 72 м2 -площадь в пределах одного этажа

(72 м2 * 2) *918 кг/м2 — 132192 кг = 133 тонны — масса стен двух этажей

1,2159,6
Внутренние стены

6 м * 2 шт * 3 м = 36 м2 площадь стен на протяжении двух этажей

36 м2 * 450 кг/м2 = 16200 кг = 16,2 тонн — масса

1,219,4
Перекрытия

6 м * 6 м = 36 м2 — площадь перекрытий

36 м2*625 кг/м2 = 22500 кг = 22, 5 тонн — масса одного перекрытия

22,5 т * 3 = 67,5 тонн — масса подвального, междуэтажного и чердачного перекрытий

1,281
Перегородки

10 м * 2,7 м (здесь берется не высота этажа, а высота помещения) = 27 м2 — площадь

27 м2 * 28 кг/м2 = 756 кг = 0,76 т

1,20,9
Кровля

(6 м * 6 м)/cos 45ᵒ (угла наклона кровли) = (6 * 6)/0,7 = 51,5 м2 — площадь кровли

51,5 м2 * 60 кг/м2 = 3090 кг — 3,1 тонн — масса

1,23,7
Полезная нагрузка

36м2 * 150 кг/м2 * 3 = 16200 кг = 16,2 тонн (площадь перекрытий и их количество взяты из предыдущих расчетов)

1,219,4
Снеговая

51,5 м2 * 120 кг/м2 = 6180 кг = 6,18 тонн (площадь кровля взята из предыдущих расчетов)

1,48,7

Чтобы понять пример, эту таблицу нужно смотреть совместно с той, в которой приведены массы конструкций.

Далее необходимо сложить все полученные значения. Итого нагрузка для данного примера на фундамент с учетом собственного веса составляет 409,7 тонн. Чтобы найти нагрузку на один погонный метр ленты, необходимо разделить полученное значение на протяженность фундамента (посчитано в первой строке таблицы в скобках): 409,7 тонн /30 м = 13,66 т/м.п. Это значение берут для расчета.

При нахождении массы дома важно выполнять действия внимательно. Лучше всего уделить этому этапу проектирования достаточное количество времени

Если совершить ошибку в этой части расчетов, потом возможно придется переделывать весь расчет по несущей способности, а это дополнительные затраты времени и сил. По завершении сбора нагрузок рекомендуется перепроверить его, для исключения опечаток и неточностей.

Расчет нагрузки кровли

Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система. Для обычной двускатной крыши это обычно две противоположные стороны фундамента, для четырехскатной – все четыре стороны. Распределенная нагрузка кровли определяется по площади проекции крыши, отнесенной к площади нагруженных сторон фундамента, и умноженной на удельный вес материала.

Таблица 3 – Удельный вес разных видов кровли

Справочная таблица – Удельный вес разных видов кровли

  1. Определяем площадь проекции кровли. Габариты дома – 10х8 метров, площадь проекции двускатной крыши равна площади дома: 10·8=80 м2.
  2. Длина фундамента равна сумме двух длинных его сторон, так как двускатная крыша опирается на две длинные противоположные стороны. Поэтому длину нагруженного фундамента определяем как 10·2=20 м.
  3. Площадь нагруженного кровлей фундамента толщиной 0,4 м: 20·0,4=8 м2.
  4. Тип покрытия – металлочерепица, угол уклона – 25 градусов, значит расчетная нагрузка по таблице 3 равна 30 кг/м2.
  5. Нагрузка кровли на фундамент равна 80/8·30 = 300 кг/м2.

Общая смета

Подводя итог, чтобы вся изложенная теория стала чуточку понятнее, приведём пример расчёта основания для одноэтажного дома.

Здание габаритами 6х10 м, с внутренней шестиметровой стеной. При этом высота первого этажа – 3 м, а высота чердака – 2 м.

Фундамент ленточный, из железобетона, глубиной 1,5 м, шириной – 0,5 м. Кровля двускатная из шифера.
Площадь поверхности стен = (6+10+6+10+6)*3 + (1/2*6*2)*2 = 126 кв.м.
Площадь поверхности перекрытия = 6*10 = 60 кв.м.
Площадь поверхности кровли = 4*10*2 = 80 кв.м.
Нагрузка на фундамент = 126*270 + 60*300 + 60*200 + 80*50 = 68020 кг.
Площадь основания фундамента = Площадь по внешним границам – Площадь по внутренним границам + Площадь внутренней стены = = 6*10 – (6-2*0,5)*(10-2*0,5) + 0,5*(6-2*0,5) = 17,5 кв.м.
Объём фундамента = 17,5*1,5 = 37,5 кв.м.
Вес фундамента = 37,5*2500 = 93750 кг.
Нагрузка на 1 кв.см. грунта = (93750+68020)/(17,5*10000) = 0,9244 кг/кв.см. Такая нагрузка допустима для самых слабых грунтов – для насыщенных водой песков.
Объём бетона = Объём фундамента = 37,5 кв.м.
Арматура ребристая = (2*(6+10)+6)*3*2 = 228 м
Количество соединений арматуры = (2*(6+10)+6)/0,5 + 1 = 77
Арматура гладкая на 1 соединение = (0,5-2*0,05) + (1,5-2*0,05)*3 = 4,6 м
Арматура гладкая всего = 4,6*77 = 354,2 м
Проволоки вязальной = 0,3*3*4*77 = 277,2 м

Как вы видите, расчёт фундаментов – не настолько сложная наука, чтобы отказываться от стройки своими силами, и данный пример расчёта фундамента приведён здесь как главное доказательство.

Мастер-класс для мастеров: укладка плитки на деревянный пол. Разбираемся с методами крепления ламината на стену. О нюансах установки можете узнатьздесь.

О выборе и укладке теплого электрического пола для дома читайте в нашей статье.

Что нужно учесть при расчете фундамента

Особенности грунта и какого типа делать фундамент

Фундамент бывает нескольких типов: плитный, ленточный, свайный, на столбах. Иногда применяются и несколько измененные конструкции, являющиеся «модификациями» основных типов. Однако зачастую принимаются меры для изменения грунта. Например, если местность болотистая, то делается частичная выемка грунта и засыпается более прочный материал. Часто используется граншлак, который постепенно превращается в бетон;

 Глубина закладки фундамента

Этот параметр зависит от двух факторов. Нужно определить, насколько глубоко залегают в этом месте грунтовые (подземные) воды. Также учитывается и то, на какую глубину промерзает почва в зимний период;

Какую нагрузку должен выдерживать фундамент

Нужно понимать, что на фундаменте (основании) держится все сооружение, которое имеет определенный вес. Вес имеют стены, крыша, потолок, пол. Плюс к этому вес имеют и двери, оконные рамы и т. п. Как этот вес посчитать? Известен материал, известны площади, известен удельный вес каждого вида материала (в интернете много справочных таблиц на эту тему). Поэтому общий вес всего сооружения можно высчитать. Не нужно забывать, что в здании что-то будет: мебель, бытовые приборы и т.д. Все это также будет добавляться к общему весу, даже включая людей, находящихся в помещениях дома.

 Траншея под фундамент

Естественно, что перед тем, как делать фундамент, следует подготовить траншею. Ориентировочно можно указать ее максимальную глубину для некоторых грунтов:

  • песчаный или гравелистый 1 м
  • супесь 1,25 м
  • глина, суглинок 1,5 м

Но имеется и определенный минимум закладки:

  • сухой грунт 0,7 м
  • влажный грунт 1,2 м

Если в здании предусмотрен подвал, то минимальная глубина – 0,4 м (от уровня пола подвала) В индивидуальном строительстве чаще всего применяется фундамент ленточного типа. Он имеет такое преимущество, как жесткая связка всех элементов в любом направлении (продольном, поперечном).

кликните для увеличения

Предельные нагрузки

Понятно, что «общий» вес сооружения не должен превышать той нагрузки, которую может выдержать грунт. Приведем некоторые данные максимальной нагрузки в зависимости от вида грунта (в кг/см²).

  •  крупный песок, гравелистый 3,5 – 4,5
  • мелкий влажный песок 2 — 3
  • твердая глина 3 — 6
  • гравий, щебень 5 — 6

При этом следует учитывать и вес самого фундамента. В любом случае нужно понимать, что такие расчеты делаются индивидуально для каждого строения.

Постоянные нагрузки

Постоянные нагрузки от конструкций рассчитывают с использованием таблиц, каталогов и паспортных данных в которых указывается масса или плотность конкретного элемента. В таблице рассмотрим плотности часто используемых строительных материалов.

Название материалаПлотность, кг/м3
Кладка из кирпича: полнотелого1800
Силикатного1900
Пустотелого1300–1400
Бетоны: тяжелый2200–2500
Ячеистый400–1200
Асфальтобетон2000–2200
Железобетон: на тяжелом бетоне2500
Керамзитобетон1600–1800
Шлакобетон900–1200
Теплоизоляторы: Керамзит500–900
Вата минеральная200
Пенопласт15–100
Плиты из минеральной ваты300–500

Некоторые материалы рассчитывают исходя из их площади, а не плотности.

Название материалаМасса 1 м2
Плиты перекрытия ж/б: Ребристые длиной 6 м170
Ребристые длиной 12 м220
Пустотные250
Кровельные и изоляционные материалы: Черепица50
Рубероид1,7
Асбестоцементные листы усиленного профиля22
Покрытия пола: Ковры6,0
Паркет штучный10
ДСП 16 мм4,8
Линолеум 3 мм4

К примеру, 1 м2 кирпичной стены из полнотелого кирпича толщиной 380 мм обшитой пенопластом ПСБ-25 толщиной 10 см будет обладать таким весом: 0,38×1800 + 0,1×25 = 304+2,5=303,5 кг. Зная это значение высчитывают вес всех стен и перегородок в здании. Также собирают нагрузку от собственного веса перекрытий и крыши.

К постоянным нагрузкам также относят и собственный вес самого фундамента. Его рассчитывают исходя из материала строительства и геометрических размеров. Ширина фундамента выбирается исходя из толщины стен, но не менее 300 мм. Высота (глубина заложения) в большинстве случаев зависит от глубины промерзания. Для Московской области, к примеру, она составляет около 1,8 м. То есть, с учетом просвета над грунтом, это около 2 м. Если проектируется ленточный фундамент шириной 400 мм и высотой 2 м из бетонных блоков, то вес 1 м будет составлять 0,4× 2×2500=2000 кг. Если общая длина фундамента 50 м, то он создает общую нагрузку на грунт в 100 000 кг.

Обязательно используют коэффициенты надежности, которые составляют:

  • для металлоконструкций – 1,05;
  • бетонных материалов плотностью выше 1600 кг/м3, деревянных, армокаменных, каменных и железобетонных конструкций – 1,1;
  • бетонных плотностью меньше или равной 1600 кг/м3, выравнивающих слоев, засыпок, стяжек, отделочных слоев, выполненных на заводе – 1,2;
  • то же самое, но выполненных на строительной площадке – 1,3.

С учетом этого коэффициента фундамент, запроектированный выше, будет обладать общим весом в 100 000 × 1,1 = 110 000 кг.

Типы грунтов

Структурный состав почвы во многом определяет ее способность выдерживать длительные нагрузки и не допускать преждевременного разрушения строения. Параметр, определяющий удерживающие способности почвы, измеряют в кг/см².

Таблица: Определение расчетного сопротивления основания (кг/м²) в зависимости от типа грунта

Тип грунтаПлотный (кг/см²)Средней плотности (кг/см²)
Крупный песок с включениями гравия65
Средний песок54
Мелкий песок с низким содержанием влаги43
Влажный мелкий песок32
Сухая супесь32,5
Пластичная супесь2,52
Сухой суглинок32
Пластичный суглинок31
Сухая глина62,5
Пластичная глина41

Как видно из таблицы, влажность и плотность почвы сильно влияют на ее удерживающие возможности. Упрощенный расчет фундамента в индивидуальном строительстве производят, принимая несущую способность грунта ≈2 кг/м².

Закладка фундамента на пучинистом грунте

Самым надежным и не подверженным сезонным изменениям является скалистое основание. Но, технический монтаж фундаментов в таких местностях достаточно сложен. Забивные сваи в скальных основаниях использовать не рекомендуется.

Основные этапы расчета

Карта глубины промерзания грунта

При проектировании подразумевается, что нагрузка от веса строения распределяется равномерно по площади опоры. Во влажных суглинистых и глинистых почвах жидкость замерзает быстро, грунт вспучивается. Такая особенность этих типов негативно сказывается на несущей способности.

Аналогично действует высокая отметка почвенных вод, если глубина замерзания находится значительно ниже. Неравномерность такого процесса ведет к перекосу фундамента и появлению трещин, в результате дом требует ремонта уже через 2 – 3 года.

Расчет ленточного фундамента предполагает проведение этапов:

  • нахождение массы строения путем сбора полезных и вредных нагрузок на конструктивные элементы дома;
  • выбор размеров опоры;
  • корректировка габаритов после окончательного расчета и проверки параметров.

Ошибки проектирования заключаются в том, что глубина примыкающего основания делается больше, чем подошва существующей опоры строения. Прочность фундамента страдает, если он делается на мелкой глубине (50 см) от уровня пола из газобетона, что часто встречается в гараже или подобных строениях. Нельзя допускать, чтобы на основание дома перераспределялись усилия, которые больше, чем несущая характеристика опорной части.

Определение веса конструкций дома

Нагрузка стен и перекрытий на фундамент

Для начала определяется вид грунта и высота стояния почвенных вод для региона строительства. Учитываются материалы, которые применяются для конструкции каркаса здания, кровли, наружной и внутренней отделки. Планировка строения, его этажность и вид крыши берется из архитектурных и строительных чертежей.

Приблизительная масса дома складывается из постоянной и временной нагрузки. К постоянной относится собственный вес стен, кровли, перекрытий. Учитывается давление земли и почвенных вод на боковые стенки основания.

Временная нагрузка бывает:

  • длительная;
  • кратковременная;
  • особый вид.

К длительному давлению относится усилие, передаваемое от оборудования, воздействие веса материалов, хранящихся на складе, мебели. Кратковременное усилие возникает при нахождении людей, нагрузка включает вес подъемных механизмов в производственных цехах, действие снега и ветра на крышу.

Определение размеров фундамента

Площадь основания определяется так, чтобы в процессе эксплуатации не наблюдалась осадка грунта. Нагрузка на почву уменьшается, если квадратура и периметр подошвы увеличивается. Для ленточного типа делают больше ширину по всей протяженности, а для столбчатого повышают число опор, увеличивая их габариты (до 500 мм по ширине и длине).

Размер фундамента принимается стандартный (500 мм) для двухэтажных или одноэтажных дачных строений, т.к. нагрузка от здания небольшая и грунт не осаживается со временем. Специалисты рекомендуют столбчатые опоры без существенного увеличения горизонтальных размеров. Если требуется увеличить несущую способность, расширяется нижняя часть опоры и столб приобретает вид перевернутого стакана.

В остальных случаях габариты основания зависят от толщины стен дома и глубины замерзания почвы в зимний период. Под тяжелое здание из кирпичных стен (500 мм) и железобетонного перекрытия делают ленточный монолитный фундамент с армированием или применяют сборные блоки. В строении с подвалом также делается ленточный тип, но основание заглубляется ниже подполья. Толщина ленты делается аналогично размеру стены.

Корректировка размеров фундамента

Исправление и подгонка размеров делается для выбора наиболее выгодного варианта, чтобы правильно рассчитать бетон на фундамент по выбранным габаритам основания. Если полученная несущая способность превышает расчетную нагрузку от строения на 15 – 20%, в целях экономии габариты опоры можно уменьшить.

Откорректированные размеры по ширине и длине проверяются новым расчетом. Учитывается обстоятельство, что при сборе нагрузок следует брать изменившуюся кубатуру фундамента и его уменьшенный вес.

Окончательный подсчет ведется по формуле Н > к · Р / (d · R), где:

  • Н — несущая способность, зависит от размеров основания;
  • к — коэффициент расчета надежности, постоянно равен 1,2;
  • Р — нагрузка дома, посчитанная сбором усилий;
  • d — табличный коэффициент, зависит от вида почвы и типа строения;
  • R — сопротивление грунта, принимается по таблице.

Порядок вычислений

Чтобы сделать непроседающий фундамент, нужно рассчитать нагрузку на почву. Вычисляют её, суммируя показатели нагрузки от всего строения, снега, ветра и самого фундамента. Чтобы правильно рассчитать нагрузку фундамента, для начала определяют, какой вариант основания выбрать:

  • ленточный;
  • монолитный;
  • столбчатый;
  • свайный.

Когда для надёжной фиксации строящейся конструкции используются столбы или сваи, расчёт производят по следующей схеме:

  1. Вычисляют объём столба, для этого перемножают его высоту, ширину и длину.
  2. Определяют удельный вес столба, помножив объём на плотность материала.
  3. Высчитывают общий вес фундамента, умножив вес на количество столбов.
  4. Произведение длины и ширины основания столбов умножают на их количество и получают общую площадь опоры.
  5. Разделив два последних числа, получают искомый результат.

Для точного определения нагрузки важно учесть все влияющие на неё факторы. Чем точнее окажется расчёт, тем дольше прослужит здание и безопаснее в нём будет людям

Именно по этой причине умение произвести правильные вычисления может пригодиться всем тем, кто занимается строительством собственного дома.

Это интересно: красная линия застройки частного сектора.

Специально для вас:

Как сделать столбчатый фундамент своими руками

Изготовление фундамента под забор своими руками

Как сделать фундамент для дома своими руками

Технология бурения под фундамент ям и скважин для свай

Какие бывают виды фундаментов по конструкции

Строительство надёжного фундамента на винтовых сваях для дома

Как определить несущую способность грунта под фундамент самостоятельно

Несущая способность является основой при проведении подсчета в процессе проектирования. Классифицируют грунты в рамках сведений документа ГОСТ 25.100-2011 «Грунты. Классификация». Нормы сопротивления давлению находятся в таблицах нагрузки на грунт материалов СП 22.133.30-2016 «Основание зданий и сооружений». Здесь же приводятся стандартные модули расчёта, формулы, коэффициенты.

Несущую способность находят математическим выражением R = R · (1 + K · (B -100) / 100) · (N + 200) / 2 · 200 — для заглубления до двух метров, и формулой R = R · (1 + K · (B -100) / 100) + K2 · Q · (N – 200) — если конструкция погружается более двух метров, где:

  • R — противодействие нагрузке по вертикальной оси, содержится в таблицах и определяется видом грунта;
  • K2 — используется при расчётах в стабильных слоях;
  • K — поправочный коэффициент из таблиц СП на разновидность породы;
  • B — поперечный размер низа фундамента;
  • N — глубина погружения опоры;
  • Q — коэффициент, чтобы найти расчетный средний показатель удельного веса почвы от верха земли до подошвы фундамента.

Далее используют таблицы СНиП несущей способности грунта, где по типу почвы можно найти требуемое значение.

Расчет потребности в бетоне

Работы по заливке бетона нельзя останавливать, не закончив их полностью

Для этого важно правильно оценить потребность в нем. Расчет необходимого количества проводится с учетом типа фундамента:

  1. Ленточный вариант. Порядок расчета можно рассмотреть на примере. Фундамент делается для дома размером 6х8 м. Глубина промерзания грунта составляет 1 м, а потому заглубление выбираем 1,4 м. Ширина ленты (уточненная по расчету минимальной площади опоры) – 0,5 м. Объем фундамента составит V=PxbлхНф, т.е. (2х6х8)х1,4х0,5=67,2 м³. Рекомендуется взять запас порядка 8-10 процентов. Окончательно, для данного фундамента потребуется 74 м³ бетона.
  2. Столбчатый тип. Если опора имеет прямоугольное сечение, то площадь ее определится, как произведение двух сторон. При возведении столба круглой формы применяется известная формула расчета окружности S=3.14R2, где R – радиус столба.
  3. Плитный фундамент. Объем определяется по формуле для правильного параллелепипеда, т.е. V=axbxHф, где а и b – размеры сторон плиты (м). Например, для дома 6х8 м при заглублении 0,4 м объем составит 19,2 м³.

Несколько сложнее учесть дополнительную потребность в бетоне при формировании ребер жесткости на плитном основании. Они изготавливаются обычно с шагом 2 м, причем по краям они располагаются обязательно.

Для выбранного примера количество ребер по длине составляет 4, а по ширине 3. Общая длина этих элементов составит (8х4)+(6х3) =50 м. Наиболее характерная ширина и высота ребра – 0,1 м. Следовательно, общий дополнительный объем бетона составит 50х0,1х0,1=0,5 м³.

Советуем почитать: Марка бетона и пропорции для фундамента частного дома

Плюсы и минусы материала

Прежде чем выбрать блоки для выполнения монтажных работ нужно ознакомиться с преимуществами и недостатками материала ФБС

Прежде чем выбрать блоки для выполнения монтажных работ нужно ознакомиться с преимуществами и недостатками материала ФБС. А именно таких:

  • Хорошая прочность;
  • Долговечность;
  • Устойчивость к механическому и биологическому воздействию;
  • Высокий уровень теплоизоляции;
  • Экологическая безопасность;
  • Широкий ассортимент моделей блоков.

Такие достоинства расширяют спектр применения изделий ФБС, позволяя использовать их в самых некомфортных условиях. Специалисты строительной сферы настоятельно рекомендуют использовать такой материал для укладки цокольных помещений, так как это позволить сократить время на возведения дома. Конечно, такие блоки имеют огромное количество преимуществ, но мы должны рассмотреть и минусы данных изделий:

  • Стоит отметить, отметить, что блоки имеют высокую стоимость, но, она ниже, чем у монолита;
  • Кроме этого, в большинстве случаем не получается получить максимальную герметизацию в местах стыкования. Если устанавливать фундамент наливного типа и цоколь, то можно получить более надежное строение. Особенно актуальна такая конструкция в сложных климатических условиях.
  • Для строительных работ возведения цоколя, необходимо воспользоваться услугами специальных машин.

Расчёт несущей способности грунта

Для расчёта несущей способности грунта понадобятся физико-механические характеристики инженерно-геологических элементов (ИГЭ), формирующих грунтовый массив участка строительства. Эти данные берутся из отчета об инженерно-геологических изысканиях. Оплата такого отчёта зачастую окупается сторицей, особенно это касается неблагоприятных грунтовых условий.

Среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчётное сопротивление основания, определяемого по формуле:

Формула определения расчетного сопротивления грунта основания.

Для этой формулы существует ряд ограничений по глубине заложения фундаментов, их размеров и т.д. Более подробная информация изложена в разделе 5 СП 22.13330.2011. Ещё раз подчеркнем, что для применения данной расчётной методики необходим отчет об инженерно-геологических изысканиях.

В остальных случаях с некоторой степенью приближенности можно воспользоваться усредненными значениями в зависимости от типов ИГЭ (супеси, суглинки, глины и т.п.), приведенными в СП 22.133330.2011:

Расчетные сопротивления крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления песчаных грунтов.

Расчетные сопротивления глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления суглинистых грунтов.

Расчетные сопротивления заторфованных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления элювиальных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления насыпных грунтов.

В рамках примера зададимся суглинистым грунтом с коэффициентом пористости 0,7 при значении числа пластичности 0,5 – при интерполяции это даст значение R=215кПа или 2,15кг/см2. Самостоятельно определить пористость и число пластичности очень сложно, для приблизительной оценки стоит оплатить взятие хотя бы одного образца грунта со дна траншеи специалистом лаборатории, выполняющей изыскания. В общем и целом для суглинистых грунтов (самый распространенный тип) чем выше влажность, тем выше значение числа пластичности. Чем легче грунт уплотняется, тем выше коэффициент пористости.

Пример сбора нагрузок на фундаменты

Но хватит теории. Давайте рассмотрим пример сбора нагрузок ленточного и столбчатого фундамента. И начнем мы с нагрузок, действующие на фундамент со стороны строения. Эти рекомендации подойдут и для столбчатых, и для ленточных оснований.

Сбор нагрузок со стороны строения

Выше по тексту уже говорилось, что нагрузки со стороны строения разделяются на:

  • Конструкционные (вес самого дома).
  • Эксплуатационные (вес содержимого дома).
  • Динамические (вес снега на кровли, усилие, передаваемое на конструкцию ветром).

Конструкционные нагрузки считают по объему и удельному весу стройматериала. Например, если вы приобрели для строительства стен 15 кубометров пиломатериала с плотностью 600 кг/м3, то конструкционная нагрузка приблизится к 9 тоннам. Ну а строение, возводимое из 8 тысяч ординарных кирпичей – масса одной штуки – 3,5 килограмма – сгенерирует конструкционную нагрузку в 28 тонн.

Но это только стены. Конструкционную нагрузку перекрытий и кровли следует вычислить отдельно. Вес одного листа 8-волнового шифера равен 26 килограммам, а квадратный метр такого покрытия весит 14 кило. Плотность соснового бруса, расходуемого на каркас кровли равна 550-600 кг/м3.

В итоге, двускатная крыша с площадью кровли в 60 «квадратов» сгенерирует вес в 0,8 тонны по кровле и 1,2 тонны по каркасу (до двух кубометров пиломатериалов на брус и доски обрешетки). Точные объемы стройматериала можно вычислить по калькулятору кровли – специальной программе, в которую вводят габариты крыши и получают на выходе данные по метражу кровельного покрытия и объему пиломатериалов для каркаса и обрешетки.

Эксплуатационная нагрузка определяется по метражу цокольного и межэтажного перекрытия. По СНИП квадратный метр площади дома можно нагрузить 300-350 килограммами. В итоге, дом площадью в 100 м2 сгенерирует 3,5 тонны эксплуатационной нагрузки.

Динамическую нагрузку считают по площади кровли, умножаемой на массу снега, давящую на квадратный метр крыши. В наших широтах снеговая масса доходит до 180 кг/м3. И в рассматриваемом случае она равняется 10,8 тонны.

Сбор нагрузок со стороны фундамента

Следующий этап сборки нагрузок – определение массы самого фундамента. Зная внешние усилия, генерируемые общей массой строения можно подсчитать объемы ленточного основания и количество опор в столбчатом фундаменте.

Сбор нагрузок на столбчатый фундамент начинается с определения несущей способности одного столба, вычисляемой по площади его подошвы и несущей способности грунта. И если последняя характеристика равняется 2 кг/см2 (это минимальное значение), а площадь подошвы доходит до 1600 см2 (40х40 сантиметров), то один столб удержит не менее 3,2 тонны.

Общее количество столбов, вычисляется по сбору нагрузок со стороны строения. В нашем случае она равна 44,3 тонны, увеличим этот результат на 50 процентов (коэффициент запаса прочности) и получим 66,45 тонны. На этот вес нужно, как минимум 21 столб.

Ну а зная количество столбов и объемы одной опоры (0,4х0,4 (площадь основания) х1,5 (высота)) можно вычислить общий объем фундамента. В нашем случае он равен 5,04 м3. Столбы заливают бетоном, следовательно, вес такого фундамента равен 12,6 тонны (5,04м3 х 2500 кг/м3 (удельный вес бетона)).

Сбор нагрузок на ленточный фундамент начинают с вычисления площади подошвы. Ее определяют по сбору нагрузок со стороны строения и несущей способности грунта. В нашем случае она равна 33225 см2 (66450 кг (вычисленная выше масса дома) / 2 кг/см2).

Но эти данные определяются только по конструкционным характеристикам, а есть еще и эксплуатационные – морозостойкость, влагостойкость, минимальная ширина ленты и прочее. И по этим параметрам при минимальной ширине ленты в 40 сантиметров площадь основания лучше всего вычислить по периметру самого здания. И для дома в 100 м2 (условные габариты 10х10 м) периметр будет равен 40 метрам, а площадь основания 16 м2 (40х0,4).

Зная площадь основания и глубину залегания фундамента можно вычислить объем заливки. И при высоте стены фундамента в 1,5 метра на заливку основания уйдет до 24 м3 раствора. А масса фундамента будет равна 60 тоннам (24м3 объема умножаем на 2500 кг/м3 плотности железобетона)

Анализ грунта

лучше заказать исследование у специалистов, которые пробуривают скважины на разной глубине и отбирают пробы для лабораторных исследований физико-механических свойств. На поверхности имеется слой плодородной почвы, поэтому располагается несущий грунт, на котором опирается фундамент.

Основные типы грунтов:

  • замороженные ледяными вкраплениями;
  • каменистый;
  • отсутствует;
  • техногенный с засыпкой и аллювиальными площадями.

Самостоятельно определить категорию грунта можно, выкопав в углах будущего дома колодцы. Следует помнить, что чрезмерный расход материалов вызывает ненужные траты, а слабое основание вызывает разрушение конструкции.

Горсть грунта смачивается водой и скатывается в веревку диаметром около 1 см, полученный образец скатывается в кольцо.

Полученные результаты:

  • скатывается, но довольно хрупко – супеси;
  • распадается жгут – песок;
  • изгибается по кругу, но на поверхности есть трещины: тяжелый суглинок, близкий к глине;
  • дупло получается, но в кольцо не складывается – легкий суглинок;
  • липкий жгут не рвется в сложенном виде – пластилин.

Уровень жидкости в почве определяется по отметкам от воды на стенах подвала у соседей. Глубина промерзания берется из эталона для строительной площадки.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий