Расчет фундамента – это достаточно сложный процесс, который потребует максимум внимания и концентрации. Рассчитать нужно не только правильно, но и рационально с точки зрения расходов на стройматериалы.
К моменту начала закладки фундамента обязательно должен быть проект дома и поэтапный план строительства.
Порядок расчета
Подготовительные конструкторские работы должны помочь вам в определении трех важных нюансов:
- Глубины заложения фундамента;
- Ширины подошвы;
- Ширины ленты.
Ширина ленты и подошвы будут отличаться при строительстве зданий на Т-образных фундаментах. А в прямоугольных вариантах оба значения будут равны. Т-образные ленты чаще используются для массивных кирпичных зданий, где широкая подошва помогает снизить давление на единицу площади грунта. Если же дом будет каркасным или из бруса, то подойдет и прямоугольный вариант. Расчеты подошвы для монолитных и сборных конструкций ничем не отличаются.
Чтобы получить нужные нам расчеты, действовать надо поэтапно:
- Для начала изучаются характеристики грунта;
- Затем определяется оптимальная глубина заложения;
- Идет сбор информации по нагрузкам;
- Рассчитывается несущая способность фундамента.
На каждом этапе есть особенности и подводные камни, поэтому рассмотрим все четыре фазы чуть подробнее.
Геологические условия участка
Для строительства частных домов нет смысла заказывать дорогущие геоизыскания, так как узнать нам нужно три основные вещи:
- Тип грунта;
- Присутствие грунтовых вод;
- Наличие линз слабого грунта.
Всё это определяется одним из двух способов, отрывкой шурфов и бурением.
Исследование грунта проводится на полметра ниже предполагаемой отметки ленточного фундамента, которая на этом этапе будет приниматься в зависимости от наличия подвала и величины промерзания грунта.
Шурфы – это прямоугольные ямы, которые можно сделать обычной штыковой лопатой. Грунт же анализируется по стенкам каждого шурфы. Также можно сделать отверстия ручным буром, если не планируете привлекать специалистов, и провести исследование почвы на лопастях инструмента.
Надо выбрать несколько точек для исследования почвы, чтобы все они находились под застройкой дома. Один шурф или скважину обязательно делают в самой низкой точке участка.
Если же грунтовые воды вообще не обнаружены, можно делать глубокие фундаменты и обустраивать подвалы. Если же вода находится на глубине 1 метра или ниже, то лучше сделать мелкозаглубленные опоры на 50-60 сантиметров. Более сложным вариантом будет заглубленная лента с дренажем и качественной гидроизоляцией подвального помещения, как снаружи, так и изнутри.
По типу обнаруженного грунта уже будет определяться его несущая способность. В следующей таблице вы можете увидеть основные значения разных видов грунта:
!!! Грунты обозначенные * не подходят в качестве основания. Их придется заменить на песок средней или крупной фракции и обустраивать свайный фундамент или монолитную плиту.
Глубина заложения
Как уже говорилось раньше, отметка подошвы будет зависеть от грунтовых вод. Изучив характеристики основания и обозначив границы, необходимо рассмотреть и другие факторы.
Если будете обустраивать подвал, то отметка подошвы должна находиться не меньше чем на 30 сантиметров ниже пола подвала. Уровень промерзания также влияет на глубину заложения. Лучше будет, если конструкция дома будет опираться на незамерзающий слой почвы. В разных регионах он отличается. В среднем же значения для крупных городов России привожу в следующей таблице:
Сбор нагрузок
В среднем, черепица оказывает 2-4% от общей постоянной нагрузки на фундамент, а стены и перекрытия – 96-98%.
Нагрузки могут быть разделены на 2 типа – постоянные и временные. Постоянные – это вес конструкции здания, а временные – это люди, мебель, осадки и прочее.
Для расчета можно воспользоваться таблицей:
Перед тем, как принять каждое значение к сведению, его надо перемножить с коэффициентом надежности. Для металлических изделий – это 1,05, для деревянных – 1,1, для ж\б заводских изделий – 1,2, для «самопальных» железобетонных изделий – 1,3. Полезную нагрузку умножаем на 1,2, а снеговую – на 1,4. Если кровля имеет уклон более 60 градусов, то нагрузка от снега не учитывается вообще.
Расчет ширины подошвы
При расчете фундамента по несущей способности ключевым параметром будет несущая способность грунта. По сути, данный расчет сводится к расчету минимальной площади опирания конструкции на грунт, при которой пространственные характеристики фундамента будут находиться в заданных рамках в течение всего срока эксплуатации здания при заданной массе. В зависимости от ширины фундамента можно изменить удельное давление здания на грунт, и поскольку периметр конструкции нам известен сразу, надо определить минимально возможную ширину ленты.
Рассчитывается она по следующей формуле.
, где В — требуемая ширина подошвы фундамента, L – длина всей ленты по периметру и внутренних несущих стен, R – несущая способность грунта (значение из таблицы), Р - масса дома с учетом всех нагрузок перемноженных на коэффициент запаса по несущей способности.
