для зданий какой этажности рекомендуется ленточный фундамент
Все, что необходимо знать про ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты наиболее популярны в индивидуальном строительстве. Они надежны и долговечны — срок службы такого основания превышает 150 лет. В каких же случаях лучше устраивать сборные или мелкозаглубленные конструкции, а когда стоит закладывать ленту ниже глубины промерзания?
Что собой представляют ленточные основания?
Ленточные фундаменты имеют одинаковую форму поперечного сечения как по всему периметру здания, так и под всеми его внутренними несущими стенами. Собственно говоря, это непрерывная стенка в земле, равномерно нагруженная вышележащими конструкциями.
Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными и используются преимущественно при возведении домов с тяжелыми стенами (бетонными, кирпичными, каменными) и перекрытиями. Сооружают их и при строительстве деревянных домов, хотя в этом случае все чаще используют винтовые, столбчатые и свайные основания.
Для бетонных ленточных конструкций характерны массивность, высокий расход материалов, большая трудоемкость и значительная стоимость. Простой расчет показывает, что для отливки фундамента 8 x 8 м шириной 40 см, заглубленного в грунт на 1,5 м, потребуется 28–30 м³ бетона. Сегодня 1 м³ бетона марки М300 стоит 3000–3500 руб., и это без учета доставки. В результате только расходы на сам бетон составят свыше 100 000 руб. Кроме этого, будут нужны металлическая арматура диаметром 12–14 мм, обрезная доска 150 х 40 см для опалубки, гидроизоляция, гвозди, вязальная проволока и песок для отсыпки подушки фундамента. И, естественно, не следует забывать о стоимости доставки всех материалов и об оплате строительных работ. В целом фундамент глубокого заложения может обойтись в 170 000–180 000 руб. и более.
На толщину фундамента прежде всего влияет материал, из которого он изготовлен. Минимальная толщина — 100 мм возможна только при использовании железобетона. Для бетона она уже составляет 250 мм, а для кирпича — 500 мм. Кроме того, толщина основания зависит и от допустимой нагрузки на грунт. Хорошо известно, что на наиболее распространенных в средней полосе России грунтах (глинистые, суглинистые, легкие супеси и гравелистые) на глубине 80 см она не должна превышать 1,5–2 кг/см². Это означает, что при толщине фундамента кирпичного дома, равной толщине кладки стен (50 см), нагрузка на грунт от стен будет меньше предельного показателя.
Оптимальной считается ширина, на 5 см превышающая толщину стены. Тем не менее лучше всего определить толщину ленты фундамента еще на стадии проектирования исходя из несущей способности грунта, полученной в результате проведенных инженерно-геологических изысканий, и расчетной массы дома. Ведь нередко вместо того, чтобы увеличивать общую толщину ленты фундамента, в целях экономии материалов расширяют его подошву. В этом случае основание имеет в сечении форму трапеции, а не прямоугольника.
По действующим СНиПам различают фундаменты глубокого (более 5 м) и мелкого (до 5 м) заложения. В свою очередь фундаменты мелкого заложения бывают мелкозаглубленными (до 0,6–0,8 м) и заглубленными ниже глубины промерзания грунта
Разметка фундамента
Первый этап — разметка будущего фундамента и соответственно самого дома. Прежде всего намечают оси конструкции. После этого от одного из углов дома натянутым шнуром обозначают две будущие стены, перпендикулярные друг другу. Чаще всего это главный и боковой фасады. Одновременно отмечают и размеры этих стен. Четвертый угол фундамента определяют с помощью угольника. Дополнительно правильность разметки полученного прямоугольника проверяют измерением его диагоналей, которые должны быть равны. Если дом в плане представляет собой прямоугольник — разметка завершена, если более сложную фигуру — то по тому же принципу выстраивают и другие элементы.
В последнее время вместо шнура, мерной ленты и угольника строители используют современные лазерные дальномеры, что значительно упрощает и ускоряет процесс разметки, одновременно существенно повышая ее точность
Но важно не только провести оси траншей, но и обозначить их ширину и глубину, для определения которой, в свою очередь, необходимо наметить горизонтальный уровень будущего фундамента.
Земляные работы
Перед началом земляных работ со всего участка застройки снимают растительный слой земли и складывают его там, где он не будет мешать строительству. Ну а для того, чтобы предотвратить возможность затопления площадки дождевой водой, с более высокой ее стороны устраивают перехватную канаву.
Профиль выкапываемых траншей под ленточный фундамент зависит от их глубины, типа почвы и уровня грунтовых вод. Вертикальные стенки высотой 1–1,2 м допустимы лишь в плотных глинистых и суглинистых грунтах при отсутствии подземных вод. В остальных случаях следует предусматривать откосы или временное укрепление стенок досками.
Траншеи отрывают непосредственно перед началом возведения фундамента, чтобы в них не скапливались атмосферные осадки и земля, высыхая, не осыпалась
Глубина ленточного фундамента зависит от типа грунта и уровня подземных вод. Начнем с того, что она должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам может служить естественным основанием для возводимого здания. Если же несущая способность такого основания недостаточна, для ее повышения насыпают подушки из крупно-зернистого песка или гравия — после тщательного уплотнения они становятся искусственной опорой фундамента.
Следующий фактор — грунтовые воды. Если их уровень расположен значительно ниже расчетной глубины промерзания (более чем на 2 м), глубина заложения фундамента обычно не превышает 0,5–0,7 м. Если же подземные воды находятся близко к поверхности, а сами грунты пучинистые — устраивать фундаменты рекомендуется примерно на 20 см ниже глубины промерзания. В Московской области этот показатель составляет около 1,5 м, соответственно глубина заложения ленточных фундаментов на проблемных грунтах должна быть не менее 1,7–1,8 м.
Гидрогеологические условия местности диктуют и определенные различия в материалах, используемых для сооружения фундаментов. На сухих и маловлажных грунтах основания малоэтажных зданий часто делают сборными и выполняют из любых традиционных материалов (кирпич, бутовый камень и т. п.). Ну а для возведения фундаментов на пучинистых и сильно увлажненных грунтах необходимо устраивать монолитную ленту из бетона.
Для устройства надземной части фундамента, который должен возвышаться над уровнем земли минимум на 30–50 см, выполняют опалубку. Для этого могут быть использованы доски или специальные металлические листы инвентарной опалубки.
Для заливки фундаментов используют готовые бетоны заводского изготовления класса не ниже В25. Их доставляют на строительную площадку специальные бетоновозы-миксеры. Класс и марку бетона можно проверить по сопроводительным документам.
Несколько иначе дело обстоит тогда, когда раствор готовят непосредственно на стройплощадке с помощью небольших бетономешалок. В таком случае для получения требуемой марки бетона необходимо применение определенной марки цемента и строгое соблюдение пропорции используемых связующих и заполнителей. При этом стоит учесть, что при длительном хранении цемента даже в сухом месте его марка снижается за полгода на 25%, за год — на 35–40%, а за два года — примерно вдвое.
Соотношениe между классом бетона, его маркой и маркой цемента
Средняя прочность бетона, Н/см²
Рекомендуемая марка бетона
Марка цемента, необходимая для получения бетона данной марки
Ленточный фундамент: глубина заложения, таблицы и расчет
Оптимальное расстояние для различным построек
Исходить только из величины или назначения построек нельзя, так как помимо веса дома важную роль играет тип грунта.
Чем плотнее подстилающие слои, тем меньшую ширину ленты можно делать при строительстве.
Для вспомогательных и хозяйственных строений ширина ленты допускается:
Для одноэтажных легких домов (дача, каркасный дом):
Для двухэтажных коттеджей:
Необходимо учитывать, что средние значения редко годятся для конкретных ситуаций, поскольку всегда существует масса дополнительных факторов, не учтенных в таблицах.
Воздействие этих факторов способно радикально изменить условия эксплуатации и потребовать отдельного расчета, иногда произведенного по совершенно иной методике.
Какой должна быть высота фундамента над землёй
Устройство большинства типов фундаментов для каркасного или кирпичного дома предполагает наличие надземной части. Основное её назначение – обеспечение защиты от атмосферных осадков и температурных колебаний несущей части конструкции, которая находится под землёй. Какой высоты она должна быть? С одной стороны, логично увеличить надземную часть, чтобы защитить также и сам дом, а с другой – сделать это будет накладно с финансовой точки зрения.
Устройство ленточного основания из блоков или кирпича либо плитного для каркасного или каменного дома рекомендуется делать с возвышением от поверхности грунта более 30 см. Такое устройство позволит визуально чётко разделить здание от фундамента и улучшить целостность объекта при эксплуатации под негативным влиянием внешней среды.
Этот факт обязательно нужно брать в расчет и наносить соответствующие размеры на чертеж дома с применением достоверных данных для определённого региона застройки. Для упрощения задачи можно посмотреть готовые проекты домов, которые возведены поблизости. Но рекомендуется всё же перепроверить верность расчетов.
Рекомендуем посмотреть видео о том, на какую глубину копать ленточное основание.
При строительстве каркасного дома обычно стараются сэкономить на фундаменте и делают его из бруса. Однако для обеспечения дополнительной защиты от промерзания и пучения грунта высоту делают намного выше, чем при закладке основания из блоков. Максимально допустимой длиной является 30-40% от общей длины свай в зависимости от наличия сжимающих и растягивающих напряжений в грунте, чтобы не была допущена заливка водой фундамента.
Если планируется возведение дома из бруса или кирпича на фундаменте из блоков или монолита, то нужно расчет проводить с учётом фактора проседания грунта под большой нагрузкой. В таких случаях требуется обеспечивать запас примерно в 20-30% от величины, взятой с учётом количества выпадающих осадков. Это позволит эффективно бороться с пучинистыми и рыхлыми грунтами, а также сезонными сдвижками почв.
Расчет глубины заложения основания одноэтажного дома
Траншея под основание
Фундамент для одноэтажного дома должен быть заложен на глубине, которая находится ниже уровня промерзания грунта. Чертеж обязательно должен учитывать данный критерий и выполнен с его учётом.
Нормированная глубина промерзания определяется на основе данных, полученных за последние 10 лет для конкретного региона. Результаты наблюдений сравниваются с ГОСТ 25100, а затем определяется линия перехода пластичного мёрзлого грунта в твёрдый.
Если к таким данным нет доступа или они утеряны, то для регионов с глубиной промерзания до 2,5 м допускается выполнить расчет по формуле:
где Mt – безразмерный коэффициент, который определяется суммой всех абсолютных температурных значений ниже нуля, согласно СНиП 23-01. Если информация о температурах в нормативных документах отсутствует, то необходимо обратиться в гидрометеорологический центр для их получения;
d0 – величина, зависящая от типа грунта на участке. Её взять можно из СП 22.13330.2011.
Если глубина промерзания превышает 2,5 м, то необходимо проведение теплотехнических расчетов в соответствии с СП 25.13330. Расчет сезонного промерзания грунта осуществляется по формуле:
где kh – безразмерный коэффициент, который учитывает тепловой режим для наружных и внутренних конструкций основания на основе сведений об отоплении здания. Определяется по Таблице 1 либо принимается равным 1,1 для неотапливаемых помещений (за исключением северных регионов, где преобладают отрицательные температуры в течение всего года).
Таблица 1. Величина коэффициента kh в зависимости от конструктивных особенностей здания
Данные Таблицы 1 справедливы для тех случаев, когда расстояние между стеной и краем фундамента менее полуметра, а в случае его превышения – коэффициенты следует повысить на 0,1. Если температура попадает в интервал между табличными значениями, то берут величину с меньшим значением.
Глубина закладки наружного или внутреннего фундамента для отапливаемых помещений с холодными подвалами или техническими помещениями должна быть определена на основе Таблицы 2.
Таблица 2. Глубина заложения фундамента в зависимости от типа грунта для домов с подвальным неотапливаемым помещением
Расчет глубины заложения фундамента для дома из блоков или кирпича с подвальным помещением проводится по следующей формуле:
где hs – толщина грунта выше подошвы основания, если смотреть с подвала;
hcf – толщина пола подвала;
γcf – величина удельного веса конструкции подвальных полов.
Посмотрите видео, как произвести самостоятельный масштаб основания.
Пример самостоятельного расчёта ширины ленточного фундамента
Чтобы лучше понять, как рассчитать ширину монолитной ленты, нужно рассмотреть это на примере. Первоначально нужно систематизировать исходные данные необходимые для расчёта.
Определение суммарной нагрузки от дома на ленточный монолитный фундамент
На основе имеющихся исходных данных делают расчёт суммарной нагрузки на фундамент. Также определяют габариты монолитной ленты. Необходимо, чтобы застройщики сделали расчёт в следующем порядке:
Кровля
Крыша из шифера двускатная. С учётом уклона кровли и её свесов применяют коэффициент 1,1. Нагрузка от кровли составит: 100 м 2 х1,1х40 кг/м 2 = 4000 кг.
Кирпичные стены
Чтобы определить нагрузку от стен, зная их толщину, нужно подсчитать их длину. Длина стен по периметру составит: (10 х 4) – (0,25 х 4) = 39 м. Вычет удвоенной толщины кирпичной кладки сделан потому, что оси плана дома проведены посередине толщины стен. Длина внутренней несущей стены составит 10 – 0,25 = 9,75 м. Общая длина несущих стен будет равна 48,75 п.м.
Перекрытие из железобетонных плит
Снеговая нагрузка
Полезная нагрузка
Итого суммарная нагрузка на фундамент будет равна: 4 000 + 52670 + 100 000 +2 000 = 159 000кг.
Расчёт ширины монолитной ленты
Согласно вышеуказанной формуле определяют минимальную площадь подошвы фундамента:
В результате видно, что расчётная опорная площадь меньше минимальной опорной площади стен. Следовательно, ширина ленточного фундамента должна быть равна 250 мм + 100 мм = 350 мм.
Потребность в материалах для устройства монолитной ленты
Учитывая толщину промерзания грунта (0,7 м) и глубину уровня грунтовых вод (2,2 м), монолитную ленту делают мелко заглублённой – 1 м.
Арматурный каркас состоит из 4-х продольных арматурных стержней периодического профиля диаметром 12 мм. Так как поперечные стержни каркаса делают из тех же стержней, то общая потребность в арматуре составит: 50 м х 4 = 200 м.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что высчитать ширину, высоту и длину ленточного фундамента для своего дома вполне под силу мало-мальски сведущим в строительном деле людям.
Особенности
1. Повышенная несущая способность. Монолитная плита создает небольшое давление на грунт вследствие равномерности распределения всей нагрузки, независимо от толщины заливки. Отличный вариант для дома из бруса, ячеистых бетонов, даже кирпича.
2. Пространственная жесткость. Это исключает вероятность проседания на отдельных участках (пример – лента) и появления трещин в бетоне, на стенах или разошедшихся стыков.
3. Универсальность в применении. Плитный фундамент подходит для любых грунтов, в том числе и называемых проблемными.
4. Упрощенная технология строительства. Возведение монолитной плиты не требует проведения объемных земляных работ, что существенно экономит время.
5. Возможность качественного утепления. Варианты – укладка под основание пенополистирола, введение в раствор спец/добавок.
6. Снижение расхода бетона. Хотя это справедливо лишь для случаев обустройства незаглубленной монолитной плиты.
Многие из них относительные, но отметить стоит и их.
1. Сложность расчетов. Это касается толщины будущей плиты. Если речь идет о здании с подвальным помещением, то лучше выбрать другой вариант основания. Во-первых, резко возрастет стоимость строительства. Во-вторых, существенно усложнятся расчеты для монолитной плиты.
2. Большие затраты. Здесь многое зависит от конкретной схемы, но неоспоримо то, что при таком строительстве достигается экономия на других материалах. Если плитный фундамент мелкозаглубленный, небольшой толщины, она может быть внушительной.
3. Трудоемкость. Вопрос в том, насколько правильно организованы строительные работы. Например, использование «автомиксера» значительно упрощает технологию заливки бетонного раствора и экономит время. То же касается и точности расчетов толщины монолитного фундамента.
4. Определенные трудности с отдельными проектами. В первую очередь при реализации схемы с подвальным помещением и в процессе строительства на рельефном грунте.
Расчет толщины плиты
Уместно привести лишь общую инструкцию и рекомендации, так как многое зависит от особенностей строительства – характеристики почвы, этажность дома, материалы, из которых он возводится, и ряд других нюансов.
Исходные данные для расчета толщины фундамента:
1. Толщина элементов усиления бетона (прутка, сетки).
2. Размер ячеек армирования и интервал между его слоями в монолите.
3. Отстояние прутка от верхнего и нижнего среза фундамента.
Разница в данном параметре основания для однотипных строений может быть значительной. Например, толщина плиты для деревянного дома варьируется в довольно больших пределах и зависит как раз от характеристик почвы, хотя это и сравнительно легкое сооружение в 1-2 этажа.
Расчет: 12 х 2 + 70 + 50 х 2 = 194.
Округленно – 20 см. К примеру, это минимальная толщина плиты для дома из газобетона. Но при условии строительства монолитного фундамента мелкого заглубления на хорошем, плотном грунте. Именно поэтому все расчеты желательно поручить профессионалу.
Как правильно все рассчитать
Формула расчета площади основания выглядит следующим образом S>γn F/γc R0, где
В результате этого расчета будет получена величина общей площади ленты. Для определения ширины основания (средней) полученное значение S надо разделить на общую длину ленты, включая внутренние стены и прочие участки периметра. Полученное значение покажет расчетную толщину основания ленты.
Это значение является минимальным. На практике его увеличивают, иногда в несколько раз.
Следует учесть, что приведенная формула дается лишь для ознакомления с методикой расчета. В любом случае эту работу должен выполнить грамотный и опытный специалист. Расчет фундамента — важная и ответственная процедура, обладающая большим количеством сложностей и специфических моментов.
Неподготовленный человек не может рассчитать такой проект, не допустив ряд грубых ошибок, следствием которых может оказаться разрушение дома. Как вариант, можно использовать онлайн-калькулятор, который позволяет получить параметры ленты по известным данным (тип грунта, расчетное или табличное значения сопротивления и т.д.).
Для уточнения полученных данных следует перепроверить полученные результаты на других подобных ресурсах.
Особенности столбчато-ленточного фундамента
Такой фундамент является попыткой объединить преимущества колонного и ленточного фундаментов в одной конструкции и максимально устранить их недостатки. Должен сказать, что это очень успешный эксперимент, потому что он приносит ряд преимуществ этого типа фонда:
Столбы
Основной проблемой в нашем климате является большая разница между летней и зимней температурами, когда замерзание воды в грунте зимой приводит к высоким нагрузкам на пол здания.
Одним из способов защиты фундамента является его более глубокое погружение, чем уровень замерзания грунта на строительной площадке. Например, для Московской области, в зависимости от типа почвы, это значение составляет в среднем 1,4 метра.
Если используются сваи, то только они устанавливаются на этой глубине. Также оцените разницу в интенсивности работы и количестве кубометров земли, которую вы добыли самостоятельно.
Ленточный фундамент
Полосовой фундамент (кран) в этой конструкции служит несущим элементом, который поглощает и распределяет нагрузку со стен.
Как правило, он не соприкасается с землей, так как расположен на расстоянии 10-20 см. Если ремень установлен в полу, например, если было выбрано более плоское устройство, следует учитывать, что на него влияет также нагрузка с пола из-за колебаний температуры.
Для того, чтобы ремень не оттягивался от стоек, необходимо предусмотреть такую конструкцию, если он может двигаться и при вертикальных перемещениях, т.е. при работе в качестве поршня. Штоки должны быть гладкими без расширения снизу.
Материалы
Опоры могут быть изготовлены из различных материалов, от круглого дерева до железобетона. Форма также круглая, квадратная, полая и полигональная.
Если это самостоятельное здание с минимальным внешним притяжением сил и механизмов, то круглый бетонный столб является оптимальным.
Глубина залегания плитного фундамента
Ввиду того, что заливать монолитные конструкции на пахотном слое запрещено, чернозем удаляется из котлована целиком. Глубина слоя обычно составляет 40 см, которые засыпаются нерудным материалом, не содержащем глины. Особенности технологии малозаглубленной плиты следующие:
Максимальный бюджет строительства наблюдается у заглубленной ниже отметки промерзания плиты. Этот вариант оправдан исключительно для зданий с подвальным этажом. Наружный периметр подземных стен придется утеплить полностью, произвести засыпку пазух нерудным материалом, предварительно уложив пристенный или кольцевой дренаж.
Внимание: С учетом удаления плодородного слоя, замены его нерудным материалом фундамент 30 – 40 см толщины заглубляется в грунт на 10 – 20 см максимум. Поэтому потребуется либо кирпичный цоколь, либо монолитные балки под несущими стенами, выполняющие ту же функцию увеличения расстояния между землей, стеновыми материалами.
Расчет количества бетона, проволоки и арматуры
Определившись с размерами фундамента, нужно просчитать, сколько арматуры, проволоки и бетона нам понадобится.
С последним как раз всё просто. Объём бетона равен объёму фундамента, который мы уже нашли, когда считали нагрузку на грунт.
А вот какой использовать металл для армирования, ещё не решено. Здесь всё зависит от вида основания.
Арматура в ленточном основании
Для данного типа фундамента используют лишь два пояса армирования и арматуру толщиной до 12 мм. Горизонтальные продольные прутья арматуры подвергаются большей нагрузке, чем вертикальные или поперечные.
Поэтому по горизонтали кладут ребристую арматуру, а по вертикали – гладкую.
Длину ребристой арматуры несложно высчитать, если умножить общую длину основания на количество рядов прутков. Если фундамент узкий (40 см), достаточно и двух продольных прутков на каждый пояс. В противном случае, количество арматуры в поясе придётся увеличить.
Поперечные прутья монтируют через каждые 0,5 м, отступая по 5-10 см от края фундамента. Определяем количество соединений, поделив всю длину фундамента на 0,5 (шаг между пересечениями) и прибавив 1.
Чтобы найти длину гладкой арматуры, необходимой для одного пересечения, используем формулу:
(ШФ — 2*от)*2 + (ВФ – 2*от)*Р, где ШФ и ВФ – ширина и высота фундамента, от – отступ от края фундамента, Р – количество рядов арматуры в поясе.
количество необходимой для фундамента гладкой арматуры
Затраты вязальной проволоки для фундамента – это произведение расхода проволоки для одной связки (30 см), количества связок на одном пересечении (приравнивается к количеству рядов арматуры, помноженному на 4) и количества соединений.
Арматура в плитном основании
Для плитного основания применяют ребристую арматуру толщиной 10 мм и больше, укладывая её сеткой, с шагом в 20 см.
То есть на два пояса армирования понадобится:
2*(ШФ*(ДФ/0,2+1) + ДФ*(ШФ/0,2+1)) м арматуры, где ШФ – ширина, ДФ – длина фундамента.
пересечение верхней сетки соединить с соответствующим пересечением нижней
Учитывая толщину плиты и удалённость каркаса от поверхности плиты, определим необходимое для соединения поясов количество арматуры, используя формулу:
((ДФ/0,2+1)*(ШФ/0,2+1))*(ТП-2*от), где ТП – толщина плиты, от – отступ от поверхности.
сколько арматуры понадобится для плитного фундамента
Длина вязальной проволоки рассчитывается, исходя из формулы:
Арматура в столбчатом основании
При армировании фундаментных столбиков используют ребристые прутки толщиной 10-12 мм в вертикальной плоскости и гладкие шестимиллиметровые – в горизонтальной плоскости. Соединяют арматуру через каждые 40-50 см высоты столба.
Длина ребристой арматуры составляет:
КС*ДС*КП, где КС – количество столбиков, ДС – длина каждого столбика, КП – количество прутьев в одном столбике.
Количество гладкой арматуры:
Рмп*КП*Ксс, где Рмп – расстояние между ребристыми прутьями, КП – количество прутьев в столбике, Ксс – количество соединений в одном столбе.
Расход вязальной проволоки соответствует формуле: