От профи: расчет веса дома и опорной площади ленточного фундамента

0

Доброго здоровья желаю всем, кто читает сейчас эту статью. Меня зовут Ростислав, мне 37 лет, и я – строитель с двенадцатилетним стажем. Сегодня хочу с Вами поговорить о начале начал всех строительных робот — о фундаменте. В этой статье я расскажу о том, как просчитать вес дома и, соответственно, количество материалов, которые необходимо израсходовать на возведение фундамента, а также разобрать все допустимые ошибки при устройстве опорной части (опорной площади) ленточного фундамента. От этого будет зависеть толщина и размер подошвы ленточного фундамента. Также речь пойдет о расчете силы сопротивления грунта и точки промерзания. Все эти расчеты необходимы для определения несущей способности Вашего фундамента.

В нашем журнале последние время очень много вопросов по этому поводу: как построить, как просчитать. Итак, давайте разбираться.


Одной из основополагающих характеристик качественного фундамента является правильный расчёт опорной части фундамента, то есть фундамент должен качественно и полноценно передавать нагрузки из постройки на грунт. Если опорная часть рассчитана некорректно, то вес дома будет превышать сопротивление грунта и, соответственно, постройка своим весом будет продавливать грунт под собой. При этом усадка постройки будет происходить неравномерно, и вследствие этого будут появляться трещины на фундаменте, что может повлечь за собой трещины на кладке и приведёт к аварийности постройки. Поэтому для того, чтобы исключить возможные неприятности, необходимо  серьёзно подойти к вопросу расчёта и обустройства площади опоры фундамента. Также не стоит забывать что, сам по себе правильный расчёт — это ещё не гарантия качественного фундамента.

Опорная площадь фундамента это, проще говоря, площадь дна траншеи, выкопанной под заливку фундамента.


О качественном фундаменте можно говорить тогда, когда у нас есть расчёт, правильное устройство и правильная эксплуатация.

К примеру, мы сделали правильный расчёт и правильную опалубку и армировку, а миксер или строители залили бетон низшей марки крепости и, соответственно, фундамент при нагрузке не выдержит. Или наоборот, привезли отличный бетон, сделали хорошую армировку и опалубку, но опорную площадь не просчитали или сделали на порядок меньше, чем требует нагрузка. В результате дом просто со временем уходит в землю.

Итак, для расчёта опорной части нам требуются соотношение таких показателей, как: 1. Вес дома, то есть та сила, с которой дом будет давить на фундамент. 2. Сила сопротивления грунта.

Пошаговый расчет веса дома и опорной площади ленточного фундамента

Расчет веса дома

Если пролистать интернет, чтобы узнать показатели этой величины, то можно запутаться в значениях разных показателей. Мы же суммировали эту информацию и распределили все строения на три типа:

  • 1 тип. Тяжёлый — это постройки из кирпича, шириной в 1.5 кирпича, ракушняк, и газопеноблочные строения с обкладкой лицевым кирпичом;
  • 2 тип. Средней тяжести — это дома, построены из кирпича, шириной в 1 кирпич, а также газопеноблочные строения с оштукатуренными стенами;
  • 3 тип. Лёгкие — это дома, которые построены из бруса, а также каркасные строения.

Для того чтобы узнать вес дома, нужно посчитать квадратуру всех стен и простенков постройки и умножить её на коэффициент. Для каждого типа имеется свой коэффициент. Для первого типа, тяжёлые постройки, сумму общей площади всех стен надо умножить на 2.4 тонны. Для второго типа — средней тяжести, множим на 2 тонны. И третий тип — легкие, умножаем на 1.7 тонны. Получаем величину тонна/метр квадратный.

Заранее надо понимать, что вес кровли мы не учитывали, так как кровля может быть разная, одно-двухскатная, или ломаная, а также различие кровельных материалов, поэтому, мы заранее просчитываем толщину простенков такую же, как и несущих стен, компенсируя вес кровли. В случае, если кровля заложена в проекте из бетонных плит, то есть парапетная, то квадратура кровли суммируется к квадратуре стен. При просчёте квадратуры, так же, не отнимаются оконные и дверные проёмы, это увеличивает значение площади опоры на небольшое значение. А также, если постройка имеет два, или более этажа, то квадратура считается по всей постройке, включая бетонные межэтажные перекрытия.

Полученное значение переводим из тонна/метр квадратный на килограмм/ сантиметр квадратный, то есть, умножаем значение на 1000. Так мы получаем силу давления постройки на сантиметр квадратный грунтового основания.

Также помочь в расчете материалов и объемов стен вам может этот калькулятор.

Сила сопротивления грунта

У каждого вида грунта есть своя плотность. Плотность — это сопротивление давления на сантиметр квадратный. Грунт имеет свои разновидности. На каждом строительном участке, грунт может быть абсолютно разным. Это означает, что если у Вашего соседа один вид грунта, то у Вас на участке может быть совершенно другой вид грунта. Для максимально точного определения вида, можно заказать геологическое исследование Вашего участка, но это можно сделать и своими силами. Просто, с помощью лопаты, нужно выкопать яму, на глубину низа заливки фундамента, эта глубина должна быть не менее глубины точки промерзания грунта (что такое точка промерзания грунта, и почему именно так, я объясню ниже) и взять пробы грунта. Такое действие нужно провести в нескольких местах, по периметру планируемого фундамента. Да, мероприятие трудозатратное, но, это спасёт нас от непредвиденных разочарований в дальнейшем проведении работ.

После того как, мы взяли пробы грунта, нам нужно определиться, что за грунт у Вас на участке.

Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые.

  • 1. Скальные грунты — магматические, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы обладающие жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями.
  • 2. Дисперсионные грунты — осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы с водноколлоидными и механическими структурными связями. Эти грунты делятся на связные и несвязные (сыпучие).
  • 3. Мерзлые грунты — это те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями. Грунты, в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными.

Скальный грунт обладает достаточной способностью для строительства сооружений без фундамента. Этот грунт сам выступает в роли фундамента.

На мерзлых грунтах строительство бессмысленно, так как это сезонный фактор. Вечномерзлые грунты обладают несущей способностью скальных грунтов и могут быть использованы в качестве фундаментов.

Средний класс, Дисперсионные грунты, самый распространённый вид грунта, и имеет разные составляющие. Грунты этого класса имеют самое широкое распространение на поверхности земной коры, именно с ними практически постоянно связано строительство самых разнообразных объектов.

Дисперсные грунты обладают механическими и водноколлоидными связями. В них основной массой является органический материал, который представляет собой «скелетную» часть грунта. Состав можно определить как визуально, так и в лаборатории. Песчаный, или глиняный состав имеет ярко выраженный желтоватый цвет, супесь имеет 3-10%глины от песка, суглинок имеет примерно 50% глины и песка, а чернозём и торф отличаются чёрно-бурым цветом, и имеют органические составляющие.

Окончательным этапом геологических исследований (как лабораторных, так и упрощенных) должно стать исследование прочности грунтов на участке. Она будет определять геометрические размеры фундамента и материалы, использованные для изготовления (например, арматура для железобетонных конструкций).

В зависимости от того, какие виды грунтов залегают на участке, меняется несущая способность основания. Для расчетов чаще всего необходимо значение, которое показывает максимальную нагрузку в кг на 1 см2 площади. Классификация грунтов по прочности приведена в таблице.

Тип грунтаРасчетная несущая способность
для фундаментов мелкого заложения (1 — 1,5 м)для фундаментов глубокого заложения (2—2,5 м)
Щебень и галька4,5 кг/см26 кг/см2
Щебень и галька с включением глинистых частиц2,8 кг/см24,2 кг/см2
Дресва и гравий4 кг/см25 кг/см2
Песок гравелистый и крупной фракции3,2 кг/см25,5 кг/см2
Твердые глины3,0 кг/см24,2 кг/см2
Пластичные глины1,6 кг/см22 кг/см2
Песок средней фракции2,5 кг/см24,5 кг/см2
Песок мелкой фракции (с невысокой влажностью)2 кг/см23,5 кг/см2
Песок мелкой фракции (с высокой влажностью)1,5 кг/см22 ,5 кг/см2
Суглинки1,7 кг/см22 кг/см2
Супеси1,5 кг/см22,5 кг/см2

Как показано в таблице, самая большая сила сопротивления грунта имеет скальная порода, на основе щебня, а самой низкой супеси и песок мелкой фракции.

Пример подсчета опорной площади или правильная толщина подошвы фундамента

В общем, имея уже эти показатели, просчитаем опорную площадь ленточного фундамента.

Например: предполагаемая постройка будет построена из Газоблока с оштукатуренными стенами (второй тип), общая квадратура стен равна 200 метров квадратных. Умножаем 200м2 на 2 тонны, получаем 400т/м2. Переводим на кг/см2. 400 умножаем на 1000, получаем 400 000кг /см2. Далее, на глубине исследования в 1.5 метра, мы обнаружили что имеем, к примеру, Песок средней фракции, который имеет, согласно таблицы, несущую способность 2.5кг/см2. Делим 400 000 на 2.5, и получаем 160 000см2 необходимой опорной площади фундамента в нашем случае.

Этот расчет показывает минимальное цифровое значение опорной площади фундамента, то есть, если показатель будет меньше расчётного, то Вам не избежать проблем с дальнейшем строительством и эксплуатацией постройки.

Идеально будет если площадь опоры фундамента будет превышать расчетную на 20-40% — это золотая середина, которая позволит Вам не перерасходовать материал и обеспечит уверенность в надёжности постройки. При копке траншеи под ленточный фундамент, надо учитывать также что, ширина траншеи и опалубки должна превышать ширину материала, которым будут выкладываться стены как минимум на 10см. К примеру, стены будут выкладываться из Газоблока со штукатуркой и будут иметь ширину 30см, значит ленточный фундамент нужно делать не менее 40см. и, продолжая наш пример по расчёту, если опорная площадь нашего ленточного фундамента должна быть не менее 160 000см2, а ширина заливки 40 см, то мы можем узнать минимальную длину нашего фундамента.

160 000/40/2.5/100=16 м/п где:

160 000 – расчётная площадь ленточного фундамента;

40 – ширина подошвы фундамента;

2.5 – количество частей по 40см на 1 метре;

100 – количество сантиметров в 1 метре.

Итак, для нашей постройки, нужен ленточный фундамент шириною 40 см. и длиною по периметру не менее 16 метров погонных. Добавляем 20% и имеем 19,2 метра фундамента с запасом прочности.

Теперь разберёмся с глубиной ленточного фундамента. Основным показателем глубины фундамента есть точка промерзания грунта. Очень частой ошибкой является пропуск этого показателя.

Точка промерзания грунта это нижняя высота грунта, где влажность кристаллизируется в холодное время года. Согласно СНиП 2.02.01-83 глубина промерзания грунта рассчитывается по формуле:

h=√М*k, а точнее – корень квадратный из суммы абсолютных среднемесячных температур (зимой) в определенном регионе. Полученное число умножают на k – коэффициент, который для каждого типа почвы имеет различное значение:


  • суглинки и глина – 0,23;
  • супеси, мелкие и пылеватые пески – 0,28;
  • крупные, средние и гравелистые пески – 0,3;
  • крупнообломочный грунт – 0,34.

Ну, или можно самому определиться. В интернете есть топографические карты точек промерзания. Мы убедимся что, чем северней регион постройки, тем больше точка промерзания грунта. Но даже в южных регионах она не менее 80см. Поэтому, заведомо нужно учитывать что, глубина траншеи ленточного фундамента должна быть не менее минимального показателя. Под действием минусовых температур, влага, которая имеется в грунте, кристаллизируется и грунт увеличивается в объёме, что начинает давить на залитый фундамент. Для того чтоб избежать этого давления, низ фундамента должен быть ниже точки промерзания на 10 — 15см.

И ещё один важный момент в постройке ленточного фундамента: при копке траншеи учитываем глубину песчаной подушки 5-10 см. То есть до высоты заливки ниже точки промерзания, добавляем высоту песчаной подушки, которая насыпается перед постройкой опалубки. Песчаная подушка выполняет роль амортизатора пучения грунта в период непредвиденных погодных условий. Также после разборки опалубки, нужно раскопать по бокам фундамент и засыпать песком. Ширина засыпки должна быть в диапазоне 10 – 20 см, с послойным трамбованием. Или утеплить стенки фундамента с помощью плотного пенопласта. Согласен, этот процесс трудоёмкий, но выполнив его, мы убережём нашу постройку от влияния окружающей среды, и перепадов температур.

Вот так выглядит правильно построенный фундамент. Материалы типа бетона и арматуры для вашего фундамента можно рассчитать у нас в калькуляторе

В следующей статье мы разберемся, как правильно армировать фундамент и как построить надёжную опалубку. Все вопросы и дополнения оставляйте в комментариях.


Рекомендуем вам еще:

0

Комментарии:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *