Расчет ширины и глубины ленточного фундамента: минимальный размер толщины по нормативам

Общая схема монтажа

Порядок действий при строительстве мелкозаглубленного ленточного основания:

• Удаление верхнего слоя почвы, планировка и разметка участка.
• Рытье траншеи на определенную глубину и ширину.
• Создание песчаной подушки.
• Сборка и монтаж опалубки.
• Вязка армпояса.
• Заливка бетона, выдержка до нужной степени застывания.
• Завершение работ.

Все без исключения этапы должны быть выполнены в правильной последовательности.

ВАЖНО!
Глубина траншеи должна быть увеличена на толщину слоя песчаной засыпки, около 20 см.

Подушка под фундамент

Слой песчаной засыпки необходим для выравнивания дна траншеи и создания дренирующего эффекта

Используется просеянный речной песок (в идеале), без примесей глины (это важно!). Засыпка производится на толщину 20 см

Подушку

Марка бетона и арматуры

Для заливки ленточного фундамента используется преимущественно бетон М200. Этот материал имеет достаточную прочность, чтобы нести и более тяжелые постройки, но пользоваться бетоном меньшей плотности не рекомендуется.

Качество материала бывает разным, а некоторый запас прочности в данном случае не повредит.

Толщина рабочих стержней арматуры для ленты под пенобетон составляет 12 мм, а для вертикальной (гладкой) арматуры можно использовать прутки 8 мм. Этого вполне достаточно, учитывая относительно небольшие размеры ленты.

При использовании композитной (стеклопластиковой) арматуры следует придерживаться тех же размеров, поскольку уменьшение диаметра стержней может привести к деформациям при заливке бетона.

Монтаж опалубки

Для создания опалубки необходимо запастись деревянными обрезными досками.

Размеры ленты невелики, поэтому подойдет пиломатериал толщиной 25 мм, но, если параметры фундамента достаточно велики, можно применить доски толщиной 30 или 40 мм.

Опалубку собирают поэтапно:

• Рядом с траншеей собирают щиты шириной не 10-15 см больше, чем высота ленты.
• Щиты опускают в траншею, выравнивают по осям и соединяют поперечинами. Их размер определяет ширину ленты.
• Снаружи щиты фиксируют наклонными упорами и вертикальными опорными планками.

При сборке щитов необходимо следить за плотностью соединения. Щелей больше 3 мм не должно быть, это вызовет вытекание бетона. При обнаружении зазоров надо их заткнуть паклей или забить деревянными рейками.

Армирование и вязка

Сборка арматурного каркаса производится по стандартной схеме. Необходимо образовать пространственную решетку из четырех рабочих стержней (два вверху и два внизу), с глубиной погружения в бетон 2-5 см. Вертикальные элементы (хомуты) устанавливаются с шагом около 40 см.

Тщательно оформляются углы, на которых устанавливаются дополнительные стержни для усиления стыков.

Соединение стержней можно производить с помощью электросварки, но для арматуры такого размера обычно используют вязку стальной отожженной проволокой (1-1,5 мм ). Кусок проволоки около 25-30 см длиной сгибается вдвое, затем соединение стержней обхватывается снизу в диагональном направлении.

Концы поднимаются вверх, специальным крючком захватывают петлю и скручивают ее на 4-6 оборотов, плотно притягивая прутки друг к другу. Соединение получается прочным, а навык работы приобретается очень быстро.

Заливка

Заливку необходимо произвести за один раз

Это важно, так как соединение начавшего схватываться бетона со свежей заливкой не может быть достаточно прочным, при возникновении перерыва больше суток придется останавливать заливку и ждать, пока бетон полностью застынет

При этом, полноценного монолита создать уже не удастся, поэтому необходимо организовать работу так, чтобы залить за один раз.

Рекомендуется заказать готовый бетон, который доставят прямо на площадку.Это освободит рабочие руки и поможет получить материал с гарантированным и одинаковым качеством.

Заливка производится с разных точек, чтобы бетон равномерно растекался по всей длине опалубки. Для удаления воздушных пузырей используют вибромашины или обычные вилы.

По окончании заливки поверхность ленты приглаживают, затем опалубку накрывают полиэтиленом для защиты от солнечных лучей или дождя.

Что такое глубина заложения фундамента

Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.

Первым делом вы должны определиться с местом для дома на участке

Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.

Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.

На какую глубину выкапывать фундамент

Рытье котлована под фундамент

Определив глубину ленты нужно рассчитать, будет ли выбранная глубина достаточной для надежности опоры. Для этого учитывают следующие факторы:

1. Опирание подошвы ленты должно происходить на почву, имеющую хорошую несущую способность.
2. Лента погружается в несущий слой минимум на 0,1-0,15 м.
3. Предпочтительно, чтоб грунтовые воды располагались ниже глубины рассчитанного заложения ленты.
4. В случаях, когда несущий грунт расположен достаточно глубоко, нужно просчитать вариант свайного фундамента.

Свайно-ростверковая основа применяется на грунтах с маленькой несущей способностью. Он также прекрасно подходит для регионов имеющих неблагоприятную влажность. Но прежде чем его применить, нужно выяснить: будет ли он экономично выгоднее, чем ленточный фундамент.

Для этого рассчитываем объем бетона для свайно-ленточного фундамента. Чтоб сделать расчет, перемножаем его длину, ширину и глубину. Затем высчитываем объем бетонной смеси для свай по формуле:

где ПИ – неизменная величина, равная 3,14

r – половина диаметра сваи;

h – высота самой сваи.

Участок под монтаж основания

Чтоб получить недостающие параметры, необходимо сделать замеры на месте строительства и полученные результаты подставить в формулы. Затем нужно найти объем одной сваи, после этого умножить полученную цифру объема одной сваи на количество предусмотренных свай в будущей строительной основе.

После этого, определившись с общим объемом ленты необходимо высчитать вес бетонного раствора. Чтоб сделать расчет, принимаем стандартный размер сваи диаметром 0,2 м.

Таким образом, для сваи, имеющей длину 1 м и диаметр 0,2 м, нужно 0,125м3 бетонной смеси. Эта цифра умножается на полученную в результате замеров длину сваи.

Если после произведенного расчета выяснится, что свайная основа стоит очень дорого, то можно рассмотреть вариант фундамента мелкого заложения. Он бывает двух видов:

• плита;
• лента.

Плитная основа очень надежная, но и недешевая. Так как на ее изготовление используется много арматуры. Но бывают случаи, когда такая основа обходится дешевле, чем ленточный или свайный фундаменты. Данная основа может стать оптимальным вариантом при постройке дома на пучинистых и сыпучих грунтах.

Какая должна глубина под газобетон

Глубина ленточного фундамента определяется гидрогеологическими условиями участка, глубиной промерзания в зимнее время, составом слоев грунта и т.д. В зависимости от региона, эти показатели значительно отличаются друг от друга, поскольку во многом они обусловлены климатическими особенностями.

Некоторые данные берутся из таблиц СНиП, другие показатели определяются при непосредственном обследовании участка.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Вес дома из газобетона невелик, поэтому в большинстве случаев глубина погружения составляет 50 см.

Необходимо учитывать, что основным показателем глубины является состав грунта. Если присутствует глина, придется увеличивать глубину заложения, чтобы снизить вертикальные выталкивающие нагрузки и уравновесить их давлением постройки.

Так, для Москвы и области оптимальной глубиной заложения ленты на глинистых грунтах считается 1,6 м.

С шириной ленты дело обстоит сложнее. Принято делать ее на 10 см больше, чем толщина стен. Газобетонные блоки имеют ширину около 30 см, что требует создания ленты шириной 40 см минимум, но на практике этого не делают.

Причина в том, что вес самой ленты тоже имеет значение, превышение нагрузок может привести к просадкам фундамента. Это опасно, так как следствием может стать разрушение дома. Поэтому делают ленту более узкой, около 20 см, но верхнюю часть наращивают для обеспечения гидроизоляции.

Так же, вы можете воспользоваться интернет-калькулятором по расчету.

Нормативные требования

Как вы уже могли заметить из вышеописанного, установка фундамента – сложный процесс, нуждающийся в точных измерениях и учете большого количества внешних факторов на территории постройки.

Под этими нормами подразумеваются требования нормативной документации СП 22.13330.2011, а именно – СНиП под номером 2.02.01-83. Некоторые из данных норм уже были указаны в тексте, так как представляют собой распространенную и проверенную годами информацию. Итак, глубина заложения фундамента вычисляется, исходя из:

• фактического назначения и конструктивных особенностей возводимого здания или строения, нагрузок и воздействия на основу фундамента (1, 2-х этажный или более высокий дом);
• глубины установки фундаментов у строений, располагающихся в непосредственной близости от новой постройки, глубина заложения сторонних коммуникаций (труб, кабелей и других элементов);
• особенностей рельефа территории (наличия возвышений, низин);

• геологических параметров места застройки (разновидности породы и ее свойств, особенностей напластований, присутствия таких элементов как карманы выветривания или полости карстового типа);
• условий площадки гидрогеологического типа и предполагаемых модернизаций территории застройки в ходе возведения объекта;
• особенностей площадки с учетом таких явлений как: размыв грунта, оползни (такие явления часто встречаются на участках возведения мостов и подземной прокладки труб);
• промерзание почвы в различные периоды года и глубины этого промерзания.

Расчет последнего пункта стоит учитывать, исходя из расчета средних ежегодных максимальных глубин промерзания грунта в сезонное время. Период наблюдений в данном случае составляет не менее 10 лет. Площадка при этом должна быть открытой, без застоев влаги и снега, а уровень грунтовых вод должен располагаться ниже уровня промерзания почвы в определенный сезон.

Нормативно-технические положения, СНИП

Специалистами для правильного расчета глубины заложения фундамента были разработаны разные технические документы, расчеты и нормативно-правовые акты, которые отражены в СНиП «Основания зданий и сооружений». В них учитываются все факторы и подготовлены примерные расчеты, а также экологические нормы и особенности возводимых фундаментов на специфических грунтах.

Особенности	Песок (мелкий, пылеватый)	Суглинки, глина	Супесчаный грунт	Крупнообломочные, пески гравелистые, крупной или средней фракции
Расчет расстояния во время промерзания почвы от уровня грунтовых вод	Должен фундамент располагаться на глубину более 2 м по расчету от уровня промерзания	Возможна закладка меньше расчетной глубины, так как такой грунт более стойкий	Должен фундамент располагаться на глубину более 2 м по расчету от уровня промерзания	Не нормируется уровень
Глубина заложения для 2-х и 1-но этажных домов	Не менее 50 см, используют независимо от промерзания почвы	Только с учетом степени промерзания и не меньше	Не меньше чем 70 см или ¾ ч промерзания почвы	Не менее 50 см, используют независимо от грунтового промерзания

Также следует учитывать сейсмическую зону, источники динамических воздействий и других факторов, которые оказывают большое влияние на движение грунтов.

Виды фундамента по заглублению

В зависимости от расстояния заложения фундамента различают три типа:

• незаглубленные;
• мелкозаглубленные;
• заглубленные фундаменты.

Незаглубленный фундамент больше подходит для пучинистых грунтов или со слабой просадкой и для постройки невысоких, одноэтажных зданий из легких материалов. Также его можно применить для работ с тяжелыми стройматериалами, на каменистых, скальных породах. Наиболее оптимально в таком случае применять ленточный, столбчатый или решетчатый тип основания.

Мелкозаглубленный можно применять и на пучинистых грунтах, но при этим важно сделать хорошую и правильную подушку, такой тип выйдет дешевле заглубленного и он имеет еще одно преимущество — возможность сформировать небольшой подвал при условии глубокого залегания подземных вод. Но его выбирают преимущественно тогда, когда строят из легких материалов, невысокие здания при твердом, устойчивом грунте и часто для сооружений без подвальных помещений

Заглубленный, как правило, применяется при постройке больших, тяжелых зданий в несколько этажей, и если по проекту имеются подвальные помещения, цокольный этаж, подземный паркинг. Его целесообразно использовать при строительстве на чрезмерно, сильно и средне пучинистых почвах, а также при близком залегании подземных вод. Чаще всего строители применяют ленточный тип основания при заглубленном типе.

Рекомендации для разных типов фундаментов

Для строительства в частном секторе жилых домов чаще применяется 3 типа оснований:

• ленточный;
• плитный;
• столбчатый.

Столбчатый по затратам более дешевый, после него по стоимости идет ленточный, а далее – плитный.

Возводя ленточное основание, следует помнить, что на него будет приходиться вся нагрузка, создаваемая стенами и крышей дома

Поэтому важно правильно заглубить его, основываясь на расчетах промерзания почвы, степени залегания подземных вод и тип слоев почвы. Лучше такой тип закладывать на почвах с минимальной пучинистостью и при глубоком нахождении подземных рек, ручьев

Чем ближе грунтовые воды находятся к уровню промерзания земли, тем будет сильнее ее пучинистость, а значит, вероятность разрушения такой конструкции больше, чем при других условиях.

Заглублять рекомендовано по нормам при почвах с минимальной пучинистостью до 0,5 м, на суглинках, глинистых или пучинистых от 0,75 до 1 м.

Столбчатое основание возводят, когда не планируется строение подвальных помещений, при высокой вероятности осадки грунта, в случаях, если присутствует сильное морозное пучение (применяют тип мелкозаглубленного или незаглубленного основания). Обычно, если планируется постройка небольшого здания, опоры устанавливаются по углам.

Если постройка имеет большую площадь, то устанавливаются дополнительные опоры или ростверк. Такая конструкция позволяет более равномерно распределить нагрузки на всё основание.

Не рекомендовано использовать эту технологию строительства, когда есть угроза горизонтальной подвижности почвы, нельзя строить тяжелые здания на слабонесущих породах, если рельеф обусловлен резкими перепадами высот.

Плитные конструкции имеют лучшие показатели долговечности, прочности, надежности, но по стоимости могут выходить более 30% от строительства всего дома. Такой тип имеет несколько преимуществ:

• во-первых, равномерная нагрузка;
• во-вторых, возможность строить из тяжелых материалов (кирпичей, блоков);
• в-третьих, не нужно учитывать уровень промерзания грунта.

Плитные опоры не следует возводить на слабых слоях.

Определение размеров подошвы фундамента

Основные размеры фундаментов малого заложения в большинстве случаев определяются исходя из расчёта оснований по деформациям

При этом принимают во внимание конструктивные соображения, характер действующих нагрузок, условие работы грунтового основания, а также их прочностные и деформативные характеристики

В соответствии с нормами проектирования конструкций все нагрузки считаются приложенными в центре тяжести подошвы фундамента. Основным методом расчёта является расчёт по деформациям, т.е. по второй группе предельных состояний. При расчёте деформаций основания с использованием расчётных схем, среднее давление под подошвой фундамента

не должно превышать расчётного сопротивления грунта основания

.

1 – стена; 2 – фундаментний блок;

3 – основа; 4 – фундаментная подушка;

5 — гидроизоляция; 6 – отмостка;

7 – несущий слой; 8 – подстилающий слой.

Критерии выбора размеров подошвы фундамента базируются на условиях расчета основ о граничным состояниям. Расчет проводят в линейно –деформированной основе, которая используется при выполнении условий:

— для центрально сжатых(т.е. для наших фундаментов) Р ≤ R.

Где Р – среднее давление под подошвой фундамента внешнего напряжения;

R – расчетное сопротивление грунта основания.

Среднее давление под подошвой фундамента находят по формуле:

Где N- результирующая вертикальная сила на обрезе фундамента, кПа;

А- площадь подошвы фундамента,м 2 ;

Расчётное сопротивление грунта:

γc1 и γc2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы различных грунтов в основании фундаментов;

=1,25 – (т.к.

);

=1,2 (т.к. L/Н / — удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента.

γ – удельный вес грунта расположенного под подошвой фундамента.

кН/

Примем

R= 371,59

— под самонесущую стену:

( при

)

Какой глубины должен быть фундамент под дом

Определить самостоятельно, какой глубины должен быть фундамент, можно только оперируя точными цифрами и полученными в ходе геодезии данными. Строительство любого сооружения начинается именно с работ нулевого цикла.

Закладка надежного, прочного фундамента — это один из важнейших этапов возведения долговечного строения, будь то капитальный дом, баня, летний домик или сарай. Затраты на строительство такого основания обычно составляют 15—30 % от общей стоимости работ, однако исправление допущенных при его возведении ошибок обойдется во много раз дороже. Результатом неправильного выбора типа фундамента или нарушения технологии его строительства в лучшем случае может стать перекошенное крыльцо, треснувшие стекла на веранде или плохо открывающиеся двери и окна. От того, какой глубины должен быть фундамент дома, зависит очень многое, в том числе и безопасность проживания в нем без риска обрушения несущих конструкций.

Разумеется, большие расходы совсем не являются гарантией прочности. Некоторые состоятельные застройщики делают мощный фундамент, заглубленный по всему периметру на глубину промерзания, не жалея на это ни труда, ни средств, даже если предполагается строить относительно легкий дом. Затратный подход к выбору фундамента, уместный для многоэтажного дома, в индивидуальном строительстве не всегда оправдан. Более того, если сам дом легкий (брусовый, щитовой, каркасный), такая глубина фундамента под дом может оказаться ошибочной: в первую же зиму пучинистые силы грунта его неравномерно поднимут.

При выборе глубины фундамента для дома следует делать расчет на основе сбора нагрузок от конструкции здания и данных инженерно-геологических изысканий. К последним относятся исследования свойств и состава грунта, взятого из пробуренных на участке шурфов, и химический анализ воды. При постройке деревянных домов глубина таких скважин должна составлять 5 м, для кирпичных и каменных домов — 7—10 м. При этом скважин требуется как минимум четыре, хотя бы по углам будущего строения. Стоимость этих работ и экспертиз, как правило, невелика по сравнению с общей стоимостью строительства, а в сравнении с бюджетом исправления ошибок и подавно. На практике же такие расчеты проводят крайне редко и просто выбирают типовой готовый проект. Но без привязки к конкретным местности и грунту это фактически выброшенные деньги. Узнать по ним, какая глубина фундамента дома необходима в каждом конкретном случае, не реально.

Расчет арматурного каркаса и выбор схемы армирования

Для ленточного мелкозаглубленного фундамента принимается условие, что арматурная составляющая (суммарная площадь сечения каркаса) должна быть не менее 0,1% от площади сечения фундамента. Кроме диаметра арматурных прутьев определяется их количество. При длине стороны ленточного фундамента более 3 м для устойчивого восприятия нагрузок используется арматура диаметром не менее 10 мм. Арматурный каркас вяжется в два пояса.

Минимальный диаметр стержней арматуры при высоте фундамента более 0,5 м принимается от 8 мм. При расчете мелкозаглубленного фундамента для бани можно использовать специальные программы определения проектных сечений арматуры. Вязку прутьев необходимо производить строго под прямым углом. Концы стержней каркаса не должны доходить до краев фундамента на 5 см.

Баня на мелкозаглубленном фундаменте прослужит долго при правильном устройстве арматурного каркаса и подготовки бетонной смеси. Бетон для ленточного фундамента готовится с расчетом, чтобы цемента в составе было на 1/3 больше чем воды, а песка в 1,5 раза меньше количества гравия.

В данном варианте расчета фундамента мелкого заложения по несущей способности грунта используются основные принципы проектирования конструкции. Он позволяет с достаточной точностью определить значимые параметры будущего бетонного основания загородного дома. Подробный расчет мелкозаглубленного фундамента (плюс расчет осадки) должны выполнять специалисты профильной организации.

Виды фундамента по заглублению

В зависимости от расстояния заложения фундамента различают три типа:

• незаглубленные;
• мелкозаглубленные;
• заглубленные фундаменты.

Незаглубленный фундамент больше подходит для пучинистых грунтов или со слабой просадкой и для постройки невысоких, одноэтажных зданий из легких материалов. Также его можно применить для работ с тяжелыми стройматериалами, на каменистых, скальных породах. Наиболее оптимально в таком случае применять ленточный, столбчатый или решетчатый тип основания.

Мелкозаглубленный можно применять и на пучинистых грунтах, но при этим важно сделать хорошую и правильную подушку, такой тип выйдет дешевле заглубленного и он имеет еще одно преимущество — возможность сформировать небольшой подвал при условии глубокого залегания подземных вод. Но его выбирают преимущественно тогда, когда строят из легких материалов, невысокие здания при твердом, устойчивом грунте и часто для сооружений без подвальных помещений

Заглубленный, как правило, применяется при постройке больших, тяжелых зданий в несколько этажей, и если по проекту имеются подвальные помещения, цокольный этаж, подземный паркинг. Его целесообразно использовать при строительстве на чрезмерно, сильно и средне пучинистых почвах, а также при близком залегании подземных вод. Чаще всего строители применяют ленточный тип основания при заглубленном типе.

Как рассчитать, на сколько заглублять?

Необходимость предварительных расчетов глубины фундамента объясняется такими причинами:

1. Чем ниже опущена железобетонная подушка, тем выше несущая способность твердого дна под ней.
2. Для участков с большим содержанием глины траншеи прокладывают ниже линии промерзании или принимают меры, чтобы минимизировать фактор пучения.
3. Грунт на территории стройки должен быть достаточно крепким, чтобы выдержать вес постройки.
4. Физический и химический состав земли под подошвой дома не должен сильно меняться из-за температурных перепадов окружающей среды.

Для расчета подземной части ленты нужно знать:

• глубину промерзания (Dfn);
• поправочный коэффициент, который учитывает тепловой режим в доме (K).

Как было оговорено выше, степень промерзания определяется климатическими условиями в регионе. Значение этого показателя можно взять в справочной литературе.

Глубина промерзания для некоторых российских регионов приведена в таблице (учтены преобладающие типы почвы):

Город	Линия промерзания, м	Город	Линия промерзания, м
Архангельск	1,75	Москва	1,30
Владивосток	1,80	Нижний Новгород	1,55
Екатеринбург	1,90	Орел	1,30
Казань	1,75	Рязань	1,30
Красноярск	2,00	Санкт-Петербург	1,20
Курск	1,30	Челябинск	2,15

Коэффициент K – справочное значение, которое отражает среднесуточную температуру в комнате, сопряженной с фундаментом. Для наглядности ниже приведена таблица, из которой можно брать коэффициент для расчетов:

Температура в здании, оС	Поправочный коэффициент K
пол по грунту	пол на лагах	утепленное цокольное перекрытие	подвал
0,90	1,00	1,00	0,80
5	0,80	0,90	1,00	0,70
10	0,70	0,80	0,90	0,60
15	0,60	0,70	0,80	0,50
20 и выше	0,50	0,60	0,70	0,4

Итак, на какую глубину копать? Используя имеющие данные можно рассчитать глубину закладки подошвы (Df) по формуле: Df = (Dfn * K).

В качестве наглядно примера можно выбрать дом с неотапливаемым подвалом в Екатеринбурге, где температура в самом подвале держится в течение дня на уровне 10 оС. Подставляя табличные данные в формулу, без труда можно получить расчетную глубину фундамента: Df = (1,9 * 0,6) = 1,14 м.

Допустим, что на выбранном участке грунтовые воды проходят выше линии промерзания. Тогда к полученному значению нужно прибавить 15 – 20 см для стойкости основания. На какую глубину делать закладку основания?Из расчета видно, что железобетонную ленту нужно заложить на глубину не менее 1,29 м.