Ленточный фундамент: глубина заложения, таблицы и расчет

Как рассчитать количество свай для фундамента

Правильный расчет количества используемых свай нуждается в предварительной геодезической разведке. Прежде всего, необходимо рассчитать уровень промерзания грунта в зимний период, учитывая, что данный показатель отличается в разных регионах. Для прочной установки сваи ее нижний конец должен находиться ниже этого уровня.

А также необходимо выяснить степень плотности слоев грунта. Чем выше плотность, тем меньшую глубину сваи следует закладывать на этапе проектирования. К примеру, для полускальных и крупноблочных пород она будет минимальной (но не меньше 0,5 метра), а для песчаных и глинистых грунтов придется углубляться по максимуму.

1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи

Перед началом расчета количества свай для фундамента следует выяснить несущую способность отдельной сваи. Общий вид формулы выглядит следующим образом:

В этом случае W является искомой фактической несущей силой, Q – расчетное значение несущей силы, рассчитанное для отдельной сваи по материалу, размерам и характеристикам грунта; k – дополнительный «коэффициент надежности», расширяющий эксплуатационный запас фундамента.

2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи

Далее нам необходимо найти параметр Q, без которого расчет свайного фундамента невозможен. Расчетная нагрузка определяется по формуле:

Где S равно площади поперечного сечения лопастей сваи, а Ro – это показатель грунтового сопротивления на глубине размещения лопастей. Сопротивление грунта можно брать из готовой таблицы:

Таблица 2

Что касается «коэффициента надежности» условного фундамента, его величина может варьироваться в пределах 1,2-1,7. Логично, что чем меньше коэффициент, тем ниже себестоимость фундамента на этапе проектирования, поскольку для достижения заданного значения несущей силы не потребуется использования большого количества свай. Чтобы уменьшить коэффициент следует провести качественный и достоверный анализ грунта на стройплощадке, привлекая специалистов.

3. Расчет нагрузки от конструкции здания

На завершающем этапе проектирования свайного фундамента проводится расчет количества свай. Для этого потребуется просуммировать все элементы конструкции здания: от капитальных стен и перекрытий, до стропильной системы и кровли. Провести точное вычисление всех компонентов довольно сложно, поэтому рекомендуем воспользоваться одним из специализированных калькуляторов. И также в калькулятор расчета вносятся эксплуатационные нагрузки, включающие предметы интерьера, мебель, бытовую технику и даже проживающих в доме людей.

4. Подсчет требуемого количества свай

Перед тем как рассчитать количество задействованных свай нам нужно получить на предыдущих этапах две величины: совокупную массу здания (M) и несущую способность сваи (W) умноженную на «коэффициент надежности». Значение несущей способности можно взять из Таблицы 1. Итак, если масса равна 58 тонн, а скорректированная несущая способность сваи СВС-108 равна 3,9 тонн, то:

Как показал пример расчета, для дома весом в 58 тонн потребуется 15 свай марки СВС-180. Следует отметить, что это значение приблизительно и не учитывает правила точного распределения свай согласно СНиП:

• Первые должны быть установлены в точках пересечения несущих конструкций;
• Остальные монтируются равномерно между обозначенными углами;
• Минимальное расстояние между отдельными сваями 3 метра;

5. Глубина установки свай и расстояние между ними

Базовое значение глубины установки сваи рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта в конкретно регионе, плюс 25 сантиметров. И также перед тем как рассчитать свайный фундамент, необходимо выяснить:

• Уровень прочности сваи по материалу и конструкции;
• Несущую способность грунта;
• Провести расчет осадки свайного фундамента, со временем возникающей под нагрузкой здания;
• Дополнительные параметры (температурный режим в течение года, объем осадков, нагрузки от ветра и др.).

Как рассчитывается стоимость ФБС блока

Основным несущим элементом любого строительства является фундаментный блок. Он производится из железобетона высокой плотности и при строительстве помогает сэкономить немало времени, сил и денежных средств.

ФБС блок – универсальное изделие. За счет способности выдерживать большие нагрузки его можно применять, решая большинство строительных задач.

Каждый фундаментный блок маркируется: в начале указывается его длина, затем ширина, а после высота. От габаритов блока зависит вес конструкции. Цена формируется также и с учетом материала, из которого изготовлен блок ФБС, и с учетом вида изделия.

Стандартные блоки производят в виде параллелепипеда, каждый из них имеет коэффициент прочности на сжатие, что также влияет на стоимость фундаментных блоков ФБС. В зависимости от модели будут различаться технические и эксплуатационные характеристики этих конструкций: долговечность, морозостойкость, устойчивость к влаге, теплоизоляционные свойства, что повлияет на цену материала изделия и стоимость ФБС блока в целом.

*Пояснения к калькулятору:

Технология расчета была взята из книги В.С. Сажина «Не зарывайте фундаменты вглубь»

1. В разделе «Установление степени морозной пучинистости грунтов» указаны 3 независимых оценки пучинистости грунтов:

• «2.1 Определение степени пучинистости грунтов по их физическим характеристикам» является наиболее точной. Необходимо знать уровень грунтовых вод.
• «2.2 Ориентировочная оценка пучинистости грунтов» исходя из названия является ориентировочной оценкой.
• «Оценка степени пучинистости грунтов по рельефу местности» еще более ориентировочный, чем второй способ.

При расчете коэффициента А для определения толщины подушки используется степень пучинистости грунтов по первому способу «2.1 Определение степени пучинистости грунтов по их физическим характеристикам».

В калькуляторе по умолчанию реализованы два примера из книги по определению нагрузок на фундамент, для зданий с двумя конструктивными схемами зданий. Если вы не нашли своих материалов для стен либо других элементов здания, то вы можете самостоятельно указать рассчитанные нагрузки на фундамент в разделе калькулятора «Указать свои значения нагрузок».

Строительные калькуляторы

• Калькулятор Бетон-Онлайн v.1.0 — расчет состава бетона.
• Калькулятор Раствор-Онлайн v.1.0 — расчет состава раствора для кладочных работ.
• Калькулятор Лента-Онлайн v.1.0 — проектирование ленточного фундамента.
• Калькулятор Столбы-Онлайн v.1.0 — проектирование столбчатого фундамента. 
• Калькулятор ГрунтСопр-Онлайн v.1.0 — расчет сопротивления грунта основания.
• Калькулятор ГПГ-Онлайн v.1.0 — расчет нормативной и расчетной глубины промерзания грунта.
• Калькулятор Вес-Дома-онлайн v.1.0 — расчет нагрузок на фундамент.
• Калькулятор Армирование-Ленты-Онлайн v.1.0 — расчет армирования ленточного фундамента.

Укладка блоков ФБС

Выбор ширины блока обусловлен толщиной расположенных выше стен. Длина блоков подбирается так, чтобы они занимали, по возможности, всю ленту. Но даже опытные строители при подборе блоков ошибаются: остаются некоторые незаполненные участки, в которые даже самые маленькие элементы не становятся (их называют доборными). Эти участки обычно заделывают кирпичами на цементном растворе. Если кладка получилась неровной, ее затем штукатурят: так удобнее будет наносить гидроизоляцию и утеплитель.

Обычно сборный ленточный  фундамент состоит из нескольких рядов блоков. Их конкретное количество зависит от требуемой высоты ленты. Чаще она закладывается ниже глубины промерзания грунта. Также учитывается при этом необходимая высота цоколя.

Устройство блочного фундамента. При укладке блоков-подушек некоторые участки остаются пустыми. Их бетонируют после установки

При установке бетонных блоков любого типа используется то же правило, что и при кладке кирпича: швы не должны совпадать. Для этого их  размещают так, чтобы  шов предыдущего ряда перекрывался телом блока в последующем ряду. Промежутки (вертикальные швы) между стоящими рядом элементами заполняются цементно-песчаным раствором.

Для придания конструкции большей прочности и для связки всех блоков в единую систему, поверх каждого ряда укладывается арматура. В зависимости от типа грунтов и веса здания используется пруток класса А-I — А-III. Количество прутков определяется расчетом при проектировании, их может быть от 2-х до 5 штук. При укладке и соединении прутка соблюдаются все правила армирования ленточного фундамента — связывание углов, простенков происходит по той же схеме. Разница только в том, что пояс армирования один. Поверх арматурного пояса укладывается слой раствора, на него, со смещением швов, выставляется следующий ряд блоков.

Чтобы фундамент из ФБС своими руками был более прочным, его армируют

При соблюдении этих правил сборный ленточный фундамент будет прочным и надежным.

Факторы, влияющие на показатель

Ширина ленты – один из определяющих прочность, выносливость и другие характеристики фундамента.

В свою очередь, она зависит от многих факторов:

• характеристики грунта – чем он пучинистее, мягче, тем массивнее должна быть лента;
• общая площадь дома;
• толщина несущих конструкций – фундамент должен быть несколько шире стен, чтобы «запаса» хватило на фасадную отделку;
• тип армирования ленты – между продольными прутьями выдерживается промежуток не меньше 200 мм, поэтому количество продольной арматуры влияет на ширину ленты;
• предполагаемые нагрузки на основание;
• площадь подошвы фундамента.

Все перечисленные факторы нужно учитывать при расчетах. Облегчить работу помогут СП и СНиП, на которые нужно ориентироваться при проектировании основания.

Как происходит устройство ленточного фундамента?

Если необходимо залить фундамент под малую неответственную постройку (например, уличный камин, забор, бассейн), возможно обойтись своими силами, даже без специальной техники и оборудования, но прочность такого фундамента будет достаточно слабой.

Для начала необходимо рассчитать размеры и объем ленточного фундамента, количество арматуры и опалубки. Выбрать достаточно ровную плоскость, где вы будете замешивать раствор. Можете использовать с этой целью бетонную стяжку или лист железа. Если в растворе будет присутствовать песок и щебень, то подойдёт также металлический бой с бортами, который применяется при стройке. Замешивание на грунте может привести к попаданию кусочков земли в раствор и появлению пустот в будущем фундаменте и снижению его прочности.
Далее необходимо засыпать наполнитель. Прочность и наличие пустот между щебнем и камнями будет зависеть от количества песка. Если песка будет не достаточно, то вы рискуете получить много участков открытой структуры в фундаменте.

В будущем растворе делаете углубление, заливаете в небольшом количестве воду, исключительно для увлажнения цемента и песка, так как щебню не нужна влага. Если вода впиталась, можно смело приступать уже к замешиванию и самой заливке

Тщательное перемешивание – важное условие для крепкой структуры. Заливку лучше проводить в один этап

Чтобы поверхность получилась ровной, можно применять натянутую леску, как ориентир. После завершения заливки, выровняйте поверхность мастерком.

Перемешивая песок со щебнем, пытайтесь делать это равномерно. Не обязательно сразу мешать компоненты, можно сначала сделать ровной поверхность наполнителя, а потом добавить слой песка. Так, Вы сможете избежать пустых мест, которые будет трудно мешать с цементом.
Количество цемента, необходимого при устройстве, можно рассчитать, зная массу песка. Соотношение песка и цемента составляет 4:1, при маркировке М400.

Ошибки при возведении ленточного фундамента

1. Не учтены просадка грунта, уровень грунтовых вод и глубина промерзания почвы
2. Использование материалов очень низкого качества с целью экономии (использование цемента более низкого качества, расколотых фундаментных блоков)
3. Низкое качество заливочных работ (неправильно вынесенные оси; котлован, вырытый не до нужной отметки; пренебрежение температурными режимами при застывании бетона; снятие опалубки раньше положенного срока)

Строительство ленточного фундамента очень ответственное занятие, стоит уделить должное внимание прохождению всех этапов проводимых работ и выбору материалов
, не стоит полагаться на «авось», а всю работу лучше всего поручить профессионалам, это намного выгоднее, чем исправлять ошибки. https://www.youtube.com/embed/JxW8flIp75A

Расчет кубатуры в зависимости от фундамента

Объем бетона для фундамента зависит от типа фундамента: плитный, столбчатый или ленточный. Рассмотрим вариант расчета объема для каждого из них.

Для плитного фундамента

Плитный фундамент представлен одной плитой, и для того, чтобы узнать объем бетона на фундамент, необходимо знать следующие данные:

• Длина;
• Ширина;
• Толщина плиты.

Заливка плитного фундамента

Например, первый показатель составляет 10 метров, второй – 6 метров, третий – 0,1 метр. Перемножив все эти показатели, получим объем фундаментной плиты:

10 м * 6 м * 0,1 м = 6 куб. м;

Для обеспечения хороших характеристик фундамента, могут использоваться и дополнительные элементы. Если они выполняются через каждые 3 метра, то в этом же фундаменте – 10*6 – их будет 8 (5 вдоль и 3 поперек). Если длина каждого из ребер составляет 6 метров, то суммарная протяженность равна 6 м * 8 шт. = 48 м. Высота одного ребра обычно равняется толщине плиты (в нашем случае – 0,1 м). Так, площадь составит:
0,1 м * 0,08 м = 0,008 м кв.

Объем равен: 0,008 кв. м * 48 м = 0,384 куб. м.

Площадь поперечного сечения равна: объем ребер будет равен 0,01 куб. м * 48 м = 0,48 куб. м.

Для разной толщины может применяться различная методика подсчета, все также может зависеть от определенных параметров бетонной смеси, ее пластичности и прочих свойств.

Для ленточного фундамента

Ленточный фундамент

Он более прост по своему исполнению, нежели плитный, и функции он имеет несколько другие. Представлен лентой, используется для небольших зданий и сооружений из различных материалов: из бруса, бревен или искусственных материалов. Для того чтобы рассчитать бетон для фундамента ленточного, нужно владеть информацией о некоторых параметрах. Высота представляет собой сумму заложенной глубины и надземной части (обычно этот показатель равен 40-50 см.) Если фундамент закладывается на глубину 1,5 м, а надземная высота – 0,5 м, то суммарная высота – 2,0 м. При закладке цокольного этажа или фундамента параметры могут значительно меняться.

При ширине ленты 0,4 м, расход бетона будет равен: 0,4 м * 46 м (40 м + 6 м) * 2,0 м = 36,8 куб. м

Таким образом, рассчитать бетон на фундамент не составит особого труда

Дело в том, что для подсчета необходимо принимать во внимание определенную марку цемента и других добавок. Если в нем есть пластификаторы, то пластичность будет лучше, следовательно, это позволит сократить расход материала

Столбчатый фундамент

Для того чтобы рассчитать количество бетона для фундамента столбчатого, необходимо знать следующие показатели: высота и площадь столбиков.

S = 3,14 (число ПИ) * R (радиус)/2

Столбчатый фундамент

Например, если диаметр столбика 20 см (радиус – 10 см), то он имеет поперечное сечение: 3,14*0,1*0,1=0,0314 кв. м. при высоте в 2 метра объем составит 0,0628 куб. м. Аналогичным образом рассчитать объем бетона для фундамента другого размера.

Все виды фундамента изготавливаются из бетона различных марок. Обычно обыватели не стремятся в них разбираться и покупают первое, что им посоветуют в строительном магазине. На деле все может оказаться не так, и дорогая смесь окажется менее качественной, чем более бюджетный вариант. Так что прежде чем приступить к выбору смеси, рекомендуется учитывать некоторые факторы, и только потом идти в специализированный магазин.

Таким образом, бетон – это достаточно распространенный материал, который может иметь несколько видов, в зависимости от состава и прочих характеристик. Для того чтобы рассчитать объем бетона на фундамент, необходимо использовать простые формулы, которые помогут быстро определиться с требуемым количеством материала

Очень важно уделить внимание и такому параметру, как выбор марки бетона, поскольку от этого будет зависеть его расход, а также характеристики готового здания. Для того, чтобы определить необходимую марку цемента, желательно обратиться к опыту профессионалов. Расход бетона для фундамента различается в зависимости от типа фундамента

Расход бетона для фундамента различается в зависимости от типа фундамента.

Расход бетона для фундамента различается в зависимости от типа фундамента.

Расчет

Расчетное сопротивление грунта основания

Данные для расчета взяты из СП 22.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).

, где

коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

ширина подошвы фундамента, м;

осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3;

осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

угол внутреннего трения грунта основания;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

Коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м; kz= z0 ÷ b+ 0,2 при b ≥ 10 м (здесь z0 = 8 м)

глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8);

глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

Более подробную информацию можно посмотреть: Расчет сопротивления грунта основания

Данные для расчета взяты из приложения В СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*).

Формула при d ≤ 2:

, где

расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;

коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;

ширина проектируемого фундамента, м;

глубина заложения проектируемого фундамента, м;

ширина фундамента равная 1м (Ro);

глубина заложения фундамента равная 2м (Ro).

Формула при d>2:

, где

расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;

коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;

коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, — k2 = 0,25, супесями и суглинками — k2 = 0,2 и глинами — k2 = 0,15;

ширина проектируемого фундамента, м;

глубина заложения проектируемого фундамента, м;

ширина фундамента равная 1м (Ro);

глубина заложения фундамента равная 2м (Ro);

расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3.

Определение опрокидывания конструкции

Момент MU определяется с учетом скорости ветра и площади здания, на которую осуществляется воздействие. Дополнительное крепление требуется, если не выполняется следующее условие:

MU = (Q — F)* 17,44

F – подъемная сила действия ветра на крышу (в приведенном примере она составляет 20,1 кН).

Q – расчетная минимальная ассиметричная нагрузка (по условию задачи она равна 2785,8 кПа).

При вычислении параметров важно учитывать местоположение здания, наличие растительности и возведенных рядом конструкций

Большое внимание уделяется погодным и геологическим факторам

Приведенные выше показатели используются для наглядности работ. При необходимости самостоятельной постройки здания рекомендуется посоветоваться со специалистами.

сдвига

Устойчивость конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле

,

где

Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы.

Удерживающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке для постоянных нагрузок

При расчете фундаментов опор мостов на устойчивость против сдвига по основанию сила

,

где

В соответствии с требованиями СНиП 2.05.03 –84 устойчивость конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле

где

мый равным 1,1;

Сдвигающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы, а удерживающие силы – с коэффициентом надежности по нагрузке, указанные выше.

В качестве удерживающей горизонтальной силы, создаваемой грунтом, допускается принимать силу, значение которой не превышает активного давления грунта.

При расчете фундамента на сдвиг принимают следующие значении коэффициентов трения

Таблица 2.5.1. — Значении коэффициентов трения

Грунты
Глины во влажном состоянии
Глины в сухом состоянии
Суглинки и супеси
Гравийные и галечниковые
Пески
Скальные с омыливающейся поверхностью (глинистые сланцы, известняки и т.п.)
Скальные с неомыливающейся поверхностью

Пример 2.5.1.Определить устойчивость фундамента опоры моста против опрокидывания, если дано: вертикальная сила

Рис.5. Схема к расчету фундамента на устойчивость против опрокидывания

Решение. Устойчивость конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле

.

кН·м

Принимаем и.

Тогда .

Следовательно, проверка на устойчивость против опрокидывания обеспечена.

Пример 2.5.2. Определить устойчивость фундамента опоры моста, опирающейся на глину, против сдвига, если дано: вертикальная сила

Решение. Устойчивость конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле

Принимаем и. Из табл.2.5.1. значение коэффициента

Тогда удерживающая сила будет равна

кН.

Сдвигающую силу определим по формуле

кН.

кН.

Так как728

Свайный фундамент: особенности и преимущества

Данный тип фундамента применяется на почвах со слабыми несущими свойствами. Есть и другие случаи, когда используются сваи: глубина замерзания более 2 метров, постройка домов массой свыше 350 тонн, высокий уровень грунтовых вод.

На почвах со слабыми несущими свойствами используют свайный фундамент

Преимуществами такого фундамента являются экономичность, скорость возведения, возможность проведения работ в условиях зимы. Сваи придают высокую устойчивость дому, несмотря на пучение грунта, сдвиг почвы или наводнение.

Отдельные сваи объединяются монолитным или сборным ростверком.

Существуют 3 вида свай: забивные, буронабивные и винтовые.

С чего начать расчёт свайного фундамента

Сначала вычисляют общую нагрузку на фундамент. Далее, определяют значение несущей способности одной сваи.

Глубина погружения свай в землю выбирается самостоятельно, но не меньше глубины замерзания почвы плюс 0,5 метра или не меньше глубины залегания твёрдого слоя почвы.

Сваи различного диаметра имеют разную несущую способность

Зная несущую способность одной опоры, вычисляют нужное их количество. Далее, можно узнать величину шага установки свай путём деления суммы длин несущих стен на число этих свай.

Для расчёта основания фундамента любого здания следует учесть осадку находящихся рядом сооружений, которые отличаются нагрузками на почву, загрузкой территории дополнительными постройками, насыпями

Также придётся принять во внимание величину сопутствующих осадков уже существующих фундаментных оснований. Если расчёт осадков  фундаментов превышают допустимые значения, тогда нужно будет увеличить размеры подошвы фундамента, глубину заложения, уплотнить грунт

Для вычислений всех типов фундаментов можно воспользоваться онлайн-калькулятором, который рассчитает для выбранного фундамента, какая глубина заложения потребуется, сколько бетона придётся потратить и т. д. Надо будет указать только некоторые исходные данные по будущей стройке.

Для надёжности и долговечности конструкции следует внимательно отнестись к проектированию и расчёту фундамента, потому что исправить недочёты не получится.

Сбор нагрузок

Сбор нагрузок осуществляется суммированием их каждого вида (постоянные, длительные, кратковременные) с умножением на грузовую площадь. При этом учитываются коэффициенты надежности по нагрузке.

Значения коэффициентов надежности по нагрузке согласно СП 20.13330.2011.

Нормативные значения полезных нагрузок в зависимости от назначения помещения согласно СП 20.13330.2011.

К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкций. К длительным – вес не несущих перегородок (применительно к частному строительству). Кратковременными нагрузками является мебель, люди, снег. Ветровыми нагрузками можно пренебречь, если речь не идет о строительстве высокого дома с узкими габаритами в плане. Разделение нагрузок на постоянные/временные необходимо для работы с сочетаниями, которыми для простых частных строений можно пренебречь, суммируя все нагрузки без понижающих коэффициентов сочетания.

По своей сути сбор нагрузок представляет собой ряд арифметических действий. Габариты конструкций умножаются на объемный вес (плотность), коэффициент надежности по нагрузке. Равномерно распределенные нагрузки (полезная, снеговая, вес горизонтальных конструкций) формируют опорные реакции на нижележащих конструкциях пропорционально грузовой площади.

Сбор нагрузок разберем на примере частного дома 10х10, один этаж с мансардой, стены из газоблока D400 толщиной 400мм, кровля симметричная двускатная, перекрытие из сборных железобетонных плит.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне перекрытия первого этажа (в плане.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне кровли (в разрезе.

Некоторую сложность представляет собой сбор снеговой нагрузки. Даже для простой кровли согласно СП 20.13330.2011 следует рассматривать три варианта загружения:

Схема снеговых нагрузок на кровлю.

Вариант 1 рассматривает равномерное выпадение снега, вариант 2 – не симметричное, вариант 3 – образование снегового мешка. Для упрощения расчёта и для формирования некоторого запаса несущей способности фундаментов (особенно он необходим для примерного расчёта) можно принять максимальный коэффициент 1,4 для всей кровли.

Конечным результатом для сбора нагрузок на ленточный фундамент должна быть линейно распределенная (погонная вдоль стен) нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента на грунт.

Таблица сбора равномерно распределенных нагрузок

Наименование нагрузки	Нормативное значение, кг/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчётное значение нагрузки, кг/м2
Собственный вес плит перекрытия	275	1,05	290
Собственный вес напольного покрытия	100	1,2	120
Собственный вес гипсокартонных перегородок	50	1,3	65
Полезная нагрузка	200	1,2	240
Собственный вес стропил и кровли	150	1,1	165
Снеговая нагрузка	100*1,4 (мешок)	1,4	196

Всего: 1076 кг/м2

Нормативное значение снеговой нагрузки зависит от региона строительства. Его можно определить по приложению «Ж» СП 20.13330.2011. Собственные веса кровли, стропил, напольного перекрытия и перегородок взяты ориентировочно, для примера. Эти значения должны определяться непосредственным вычислением веса того или иного конструктива, или приближенным определением по справочной литературе (или в любой поисковой системе по запросу «собственный вес ххх», где ххх – наименование материала/конструкции).

Рассмотрим стену по оси «Б». Ширина грузовой площади составляет 5200мм, то есть 5,2м. Умножаем 1076кг/м2*5,2м=5595кг/м.

Но это ещё не вся нагрузка. Нужно добавить собственный вес стены (надземной и подземной части), подошвы фундамента (ориентировочно можно принять её ширину 60см) и вес грунта на обрезах фундамента.

Для примера возьмем высоту подземной части стены из бетона в 1м, толщина 0,4м. Объемный вес неармированного бетона 2400кг/м3, коэффициент надежности по нагрузке 1,1: 0,4м*2400кг/м3*1м*1,1=1056кг/м.

Верхнюю часть стены примем в примере равной 2,7м из газобетона D400 (400кг/м3) той же толщины: 0,4м*400кг/м3*2,7м*1,1=475кг/м.

Ширина подошвы условно принята 600мм, за вычетом стены в 400мм получаем свесы общей суммой 200мм. Плотность грунта обратной засыпки принимается равной 1650кг/м3 при коэффициенте 1,15 (высота толща определится как 1м подземной части стены минус толщина конструкции пола первого этажа, пусть будет в итоге 0,8м): 0,2м**1650кг/м3*0,8м*1,15=304кг/м.

Осталось определить вес самой подошвы при её обычной высоте (толщине) в 300мм и весе армированного бетона 2500кг/м3: 0,3м*0,6м*2500кг/м3*1,1=495кг/м.

Суммируем все эти нагрузки: 5595+1056+475+304+495=7925кг/м.

Более подробная информация о нагрузках, коэффициентах и других тонкостях изложена в СП 20.13330.2011.

Как рассчитать нагрузку на фундамент для частного дома?

Тип фундамента выбирают руководствуясь:

• уровнем залегания подземных, грунтовых вод,
• видом грунта,
• глубиной залегания основного грунта,
• глубиной промерзания грунта,
• величиной нагрузки, которая действует на фундамент при его эксплуатации.

Глубину заложения фундамента выбирают исходя из нагрузок на него. Они делятся на постоянные и временные.

Постоянными (статическими) нагрузками считаются:

1. Общий вес возводимой конструкции – крыша, перекрытия, стены, фундамент.
2. Нагрузки от эксплуатации – количество проживающих людей, предметы интерьера.

Временными (динамическими) нагрузками  являются – ветровые нагрузки, снег и дождь.

Площадь основания

Зная размеры дома нетрудно вычислить площадь его основания, и произвести расчет фундамента. Нагрузка на 1 см.кв. грунта не должна превышать критического значения сопротивления. Значение расчетного сопротивления определяется видом грунта:

1. Для гравелистых или крупных песков сопротивление составляет 3,5-4,5 кг/см2;
2. Для песка средней крупности – 2,5-3,5 кг/см2;
3. Для мелких влажных песков – 2-3 кг/см2;
4. Для мелких очень влажных песков – 2-2,5 кг/см2;
5. Для твердой глинистой почвы – 3-6 кг/см2;
6. Для пластичной глинистой почвы – 1-3 кг/см2;
7. Для гальки, щебня, гравия – 5-6 кг/см2.

В первый год эксплуатации здания под влиянием веса конструкции грунт сдавливается, в результате фундамент «проседает» на определённую величину, называемую осадкой.

Следовательно, чтобы правильно рассчитать фундамент, следует точно определить нагрузку всех строительных конструкций. Эта нагрузка зависит от материалов, применяемых при строительстве.

Средний удельный вес фундамента, в зависимости от  используемых материалов:

1. Бутовый камень – 1600-1800 кг/м3;
2. Кирпич и бутобетон – 1880-2200 кг/м3;
3. Железобетон – 2200-2500 кг/м3.

Удельный вес стен, в соответствии с используемыми материалами:

1. Деревянных каркасно-панельных стен – 30-50 кг/м2;
2. Брусчатых, бревенчатых – 70-100 кг/м2.

Для расчета фундамента требуется определить нагрузку перекрытия:

1. Для чердачных перекрытий – 150-200 кг/м2;
2. Для цокольных перекрытий – 100-300 кг/м2;
3. Для железобетонного монолитного перекрытия – 500 кг/м2.

Выбор фундамента в зависимости от типа и глубины промерзания грунта

Грунт, под зданием должен обладать достаточной плотностью и не сжимаемостью, этим требованиям отвечает далеко не каждый грунт. При расчете фундамента для дома своими руками, следует учитывать следующие:

1. В скальном и полускальном грунтах необходимо снимать лишь верхний просадочный слой, там можно выполнить мелкозаглубленный ленточный фундамент.
2. Пучинистый грунт поднимается при промерзании, а затем проседает, это приводит к трещинам. В этом грунте фундамент закладывается ниже, чем глубина промерзания.

Заключение

Сутью столбчатых фундаментов, являющихся разновидностью опор большинства строений, являются уходящие вертикально вниз стойки, связанные друг с другом надземным ростверком. Материалом изготовления данного основания выступают: древесина (чаще дуб), камни (природные и искусственные), кирпичная кладка и отрезки труб (асбоцементные и из металла).

Столбчатый фундамент обходится дешевле других. Его цена преимущественно определяется материалом изготовления, применяемой технологией и габаритами. Рассчитывать и строить столбчатые фундаменты необходимо на основе соответствующих ГОСТов и СНиПов.