Как подобрать глубину и ширину ленточного фундамента

Как рассчитать, сколько арматуры пойдет на фундамент

Каким может быть основание

Изначально нужно будет определиться с типом ленточного фундамента и его размерами: длиной, шириной и глубиной залегания. Далее необходимо установить все данные о самом доме, рассчитать возникающие нагрузки и т.д. По завершении все вычислений, у вас сложится чёткое представление, фундамент какой разновидности может быть использован для данного строения, на конкретном типе почвы. Также, в статье будет приведён пример расчёта ленточного фундамента для двухэтажного дома.

На сегодняшний день в частном строительстве применяются четыре основных разновидности основания. Произвести их расчет можно своими руками или использовать калькулятор расчета ленточного фундамента онлайн.

  1. Мелкозаглубленный. Данный тип фундамента используется для малогабаритных строений, которыми могут являться: небольшой дачный дом, гараж, сарай, бытовка и т.д. Данные постройки должны быть выполнены из бревна или дерева, т.е. не сильно нагружать основание. Мелкозаглубленный ленточный фундамент устанавливается на глинистых или песчаных почвах на глубину около 60 см. Ширина такого основания редко, когда превышает 40 см.
  2. Заглубленный. Данная разновидность фундамента может выдерживать более серьёзные нагрузки от дома, чем предыдущий тип. Исходя из этого, его используют для строительства массивных и габаритных построек. Перед возведением ленточного фундамента необходимо провести тщательный анализ грунта и точно определить все его свойства. Главным значением в этом случае, является глубина промерзания почвы. Необходимо помнить, что глубина ленточного фундамента закладывается на 25 см больше, чем уровень промерзания. Средняя его ширина обычно составляет 40 см, однако для очень габаритных и нагруженных строений, она может быть увеличена.
  3. Монолитный. Подобный вид фундамента предназначен для возведения деревянных или облегчённых кирпичных строений. Устанавливаться данное основание может на любые сложные грунты, с высоким уровнем залегания подземных вод. Конструкция монолитного ленточного фундамента – это бетонная полоса, которая заливается по всему периметру дома. При повышенной нагрузке, его рекомендуют устанавливать и под внутренние несущие стены. Перед началом установки проводят анализ почвы и выбирают необходимые габариты.
  4. Сборный. Используется для возведения зданий различных конструкций, как одноэтажных, так и с несколькими этажами. Конструкция сборного ленточного фундамента собирается из отдельных блоков, которые укладываются в предварительно вырытую траншею. Между собой они скрепляются при помощи бетонного раствора. В зависимости от максимальной нагрузки, которую будет оказывать строение, для устройства фундамента могут применяться блоки, изготовленные из различных материалов (бетон, бутобетон, силикатная смесь и т.д.). При этом, они могут быть пустотелые или сплошные.

Способы

Расчет ленточного фундамента проводится двумя способами:

  1. По несущей способности грунта, расположенного под подошвой фундамента.
  2. По деформации грунта.

Проще сделать расчет по первому варианту. Для этого надо проделать несколько несложных операций.

  1. В первую очередь разрабатывается план дома с точным расположением будущих комнат и служебных помещений. На плане обязательно указываются стены и перегородки, под которыми будет закладываться лента фундамента.
  2. Затем надо определиться, будет ли в доме подвал. Если «ДА», то решается вопрос его глубины.
  3. Устанавливается высота цоколя.
  4. Решается задача, связанная с толщиной стеновых конструкций и материалами, из которых они будут возводиться.
  5. Определяются материалы для кровли, пола, отделки, гидроизоляции и утепления.

Зная количество используемых материалов, их тип и виды, можно найти общую массу здания, которая и будет являться основной нагрузкой на фундаментную конструкцию. При этом к полученному значению прибавляют обязательно временные нагрузки, в состав которых входят снежная масса на крыше, вес людей, проживающих в доме, масса мебели, бытовой техники и прочей утвари и предметов.

Что касается снеговой нагрузки, то придется воспользоваться опять — таки таблицами или диаграммами. Вот одна из них, которую можно взять за основу.

Работа с таблицами, схемами и диаграммами несложная, в них разобраться – не проблема. Главное – точно определиться со всеми необходимыми параметрами.

Если вес здания определен, можно переходить к расчетам, касающихся самой фундаментной конструкции. То есть, надо определить ширину ленты, глубину ее заложения, рецептуру бетону, количество арматуры и ее диаметр. Это основные позиции, связанные с проектированием и будущим строительством ленточного фундамента.

Общие сведения

Расчет фундаментной арматуры

Для процесса армирования применяют гладкий и рифленый стальной прокат класса А500 или А400 – для рабочих стержней, А240 для элементов конструкции. Расчет требуется произвести по нормативам СНиП 52-01-2003 и актуализированным правилам СП с учетом всех типов нагрузок, которые воздействуют на фундамент, а также виды оснований. Армирование производят плоскими или пространственными каркасами из поперечных, продольных и даже соединительных стержней.  Вторые могут воспринимать нагрузку на растяжение по верхней поверхности, а также по подошве, вторые распределяют ее между вертикальными и горизонтальными элементами. Для устойчивости при изготовлении и установке применяют связки конструкции.

Основы расчетов для ленточного основания

Самым популярным видом основания в индивидуальном строительстве является монолитный ленточный. Он несложный в выстраивании, достаточно прочный и имеет необходимую степень жесткости. Его обустраивают в виде мелкоуглубленной или даже заглубленной конструкции. Особое значение для арматурного расчета на фундамент имеет глубина закладывания, действующие нагрузки и ширина рабочего сечения фундамента.

Как определить глубину закладывания

Читайте также:  Армирование столбчатого фундамента своими руками, расчет и схема

Подошвенную отметку выбирают в зависимости от типа грунта:

  1. При пылеватых, глинистых и мелкопесчаных грунтах фундамент требуется опирать на непромерзающий слой ниже, чем уровень грунтовых вод.
  2. При слабопучинистых и непучинистых грунтах подошвенная отметка не должна быть ниже, чем 50 см от верха имеющегося земельного уровня.
  3. Если есть подвал, то ленточное основание требуется углубить на 50 см ниже уровня пола, а столбчатое на 1.5 метра.

Разновидность грунта, положение УГВ и наличие слабых линз плывунов определяют посредством бурения или выкапывания шурфов. Глубина промерзания земли в разных регионах указана по СНиПу «Строительная климатология».

Сбор нагрузок

На данном этапе расчетов требуется просуммировать все разные нагрузки, действующие на основание:

  • Нормативную нагрузку от снега.
  • Воздействие от людей, предметов мебели, сантехнического оборудования, перегородок, которые есть внутри здания.
  • Вес стен, крыши, плит перекрытия, пола и отделочных материалов.
  • Собственный вес.

Вся информация будет содержаться в таблицах от СНиП «Нагрузки и воздействия». Общую величину распределяют на погонные метры в ленточном основании, на число опор – в свайных или даже столбчатых.

Ширина подошвы

Рассчитать арматуру на фундамент очень важно. Ширина подошвы является величиной, которая помогает производить расчет арматуры на ленточное основание. При массивных кирпичных стенах применяют Т-образные ленты, свесы которых благодаря огромной площади опоры уменьшают грунтовое давление. Более легкие пенобетонные и каркасные строение выстраивают на основаниях с сечением прямоугольного типа. При расчете подошвенного размера требуется учесть предельное давление на землю и нагрузку от строения на несущие типы участков балок фундамента. В малоэтажном строительстве обычно применяют конструкции с шириной от 0.2 до 0.4 метров.

Армирование ленточного фундамента: расчет арматуры

Сечение стержня арматуры выбирается в зависимости от нагрузок, которые будет производить здание на несущую конструкцию. Эту задачу, лучше всего, доверить профессиональным проектировщикам. Чаще всего, задействуется арматура, диаметрами от 10 до 12 мм, в некоторых случаях применяют 14-ти миллиметровые стержни. Если планируется постройка небольших размеров – сарай или гараж – можно использовать арматуру, сечение которой 8 мм.

К расчету необходимого количества стальных стержней следует приступать сразу после того, как удалось определиться со схемой армирования. Недобросовестное отношение к данному вопросу может привести к переплатам, либо за вторую доставку, либо за лишний купленный материал.

Для подсчета точного числа стержней арматуры нужно оперировать параметрами, среди которых:

  • периметр будущего сооружения;
  • количество внутренних стен;
  • число прутьев арматуры, согласно схеме армирования.

Рассмотрим, как делается расчет арматуры для ленточного фундамента на примере здания 7х8 м, у которого одна внутренняя стена, равная 7 м. Схема армирования предполагает 8 ребристых стержней сечением 10 мм.

Шаг №1. вычисление периметра:

(7+8)*2=30

Шаг №2: длина фундамента. Периметр нужно сложить с числом внутренних стен будущего здания:

30+7=37

Шаг №3: длина арматуры (общая). Длина фундамента умножается на количество стержней арматуры, указанное в схеме армирования:

37*8=296

Далеко не всегда удается найти арматуру длиной, которая совпадала бы с полученной в расчетах. Это связано с тем, что длины прутов оговорены в ГОСТах на изготовление. Вследствие чего, приходится сваривать более короткие стержни друг с другом. Это следует делать с нахлестом, длина которого не должна быть меньше метра. Этот момент следует учесть в расчетах.

Число прутов, согласно схеме армирования надо перемножить с числом стен:

8*7=56

56 соединений, длина каждого составляет 1 м.

В итоге, к полученному ранее числу прибавляется число полученное сейчас:

56+296=352

На этом расчет армирования ленточного фундамента не заканчивается. На вышеприведенном примере показано, как производится расчет арматуры, которая, если смотреть на схему, располагается горизонтально. На следующем этапе вычисляется число гладких прутов сечением 8 мм, они выступают в качестве вертикальных стоек и перемычек, которые отстоят друг от друга на расстоянии 0,5 м. В первую очередь, параметры, которые понадобятся для расчетов:

  • число армированных колец;
  • периметр отдельно взятого кольца;
  • общая длина гладкого стержня арматуры;
  • расстояние между прутами;
  • высота армировочной решетки;
  • дистанция между перемычками.

Расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента

Расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента также основан на учете нагрузки от  дома, несущей способности грунта, его глубины промерзания и свойств, а также материала самого фундамента. От обычного заглубленного такой фундамент отличается меньшей глубиной заложения, которая, как правило, меньше глубины промерзания в данной местности. Кроме этого, особенностью такого фундамента является то, что песчано-гравийная подушка в его основании имеет довольно большую высоту и может занимать до 50% глубины его заложения.

При расчете такого вида ленточного фундамента определяют: необходимую глубину его заложения, высоту цоколя над землей и ширину.

Глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента

Глубина заложения такого фундамента фундамента зависит от степени пучинистости грунта, глубины его промерзания, а также глубины грунтовых вод. Ниже приведены рекомендации по выбору глубины заложения мелкозаглубленного фундамента, в зависимости от типа грунта и глубины его промерзания.

Глубина промерзания разных типов грунтов, м                                     Глубина заложения, м

Непучинистый грунт:                            Слабопучинистый грунт:            до 2 м                                                                       до 1 м                                                     0,5 до 3 м                                                                     до 1,5 м                                                    0,7 более 3 м                                                          от 1,5 до 2,5 м                                                1,0 —                                                                        от 2,5 до 3,5 м                                                1,5

Стоит также отметить, что наличие высокого уровня грунтовых вод может  сделать невозможным выбор мелкозаглубленного ленточного фундамента для дома.

Высота надземной части мелкозаглубленного фундамента

Максимальная высота ленточного мелкозаглубленного фундамента над землей, то есть высота его цоколя, не должна быть больше его ширины умноженной на 4. При этом надземная часть не должна быть больше  подземной части такого фундамента.  Наиболее распространен вариант устройства мелкозаглубленного ленточного фундамента, когда наземная и подземная его часть (без учета подушки) в пределах 50 см, если это позволяют характеристики грунтов на участке строительства.

Ширина фундамента

Как правило, ширина мелкозаглубленного ленточного фундамента принимается не меньше толщины опираемой на него стены. Минимальная ширина для легких садовых и хозяйственных сооружений – 25 см, для  дома – 30 см. После предварительного выбора ширины фундамента, её необходимо проверить на соответствие несущей способности грунта под его подошвой. Удельная нагрузка от дома не должна быть больше 70% несущей способности грунта. Если предварительно выбранная ширина фундамента не удовлетворяет это требование, то её необходимо увеличить.

Какой глубины заложения должно быть основание?

Глубина заложения фундамента рассчитывается для каждого проекта индивидуально и зависит от таких факторов:

  1. Геологические свойства участка.
  2. Рельефа и глубина промерзания.
  3.  Предположительный вес и площадь будущего дома.
  4. На какой глубине проложены коммуникации на участке.

Основание в любом случае нужно делать ниже границы промерзания и выше уровня грунтовых вод. В Московской области это м при суглинистом типе почвы и 1.7 м на песчаном грунте.  Основание дома должно опираться на слои грунта, способные выдержать вес одноэтажного или двухэтажного дома из пеноблоков или бруса.

Правильный и неправильный вариант устройства заглубленного фундамента

 Здание должно стоять на строго горизонтальном основании. Если рельеф участка не идеальный, возможно, придётся копать траншею для заложения основания с участками различной глубины.

В случае если по проекту нужно оборудовать подвал под строением и тип грунта это позволяет, глубину ленты нужно делать такой, чтобы она образовывала стены подвального помещения.

Еще один вариант – использование мелкозаглубленного ленточного фундамента, о котором речь пойдет ниже.

Глубина заложения мелкозаглублённого ленточного фундамента

Мелкозаглубленный ленточный фундамент – один из наиболее распространенных видов фундаментов при строительстве дач и небольших одноэтажных домов, в том числе в Московской области. Этот тип основания требует меньших финансовых затрат, их проще делать, чем глубокозаглубленные, так как при возведении не нужно копать глубоких траншей.

Ленточный фундамент мелкозаглубленного типа запрещено делать на органических грунтах типа торфа и илистой почвы.

Такие конструкции выстраиваются практически на поверхности земли, что исключает негативное воздействие сезонного вспучивания. Армированный горизонтальный контур в виде ленты принимает на себя воздействия, возникающие при движении грунта.

Схема устройства мелкозаглубленного фундамента

Делать подобные фундаменты лучше всего на песчаной подушке из послойно утрамбованного песка. Толщину подушки делают около 20 см. Используют такое основание для построек из клееного или обычного бруса, оцилиндрованных брёвен, пеноблоков. Часто на них строят дома по каркасно-щитовой технологии. Отлично подходит также  для бань, хозблоков и летних кухонь.

Глубина заложения составляет:

  • 30–50 см для лёгких нежилых построек;
  • 60–70 см для одноэтажного дома (деревянного или из пеноблоков), имеющих небольшой вес.

Используемые параметры

Расчет ленточного фундамента

После визуального ознакомления можно смело приступать к полноценному расчету, который включает в себя значения несущей способности и деформацию грунта на участке, где будет возводиться фундамент. Для этого понадобится знание математики и физики.

Расчет глубины заложения

Возьмем, к примеру, ленточный фундамент. Потребуются следующие данные:

  1. Качество грунта.
  2. Уровень протекания грунтовых вод.
  3. Отметка промерзания грунта.
  4. Внешняя нагрузка на кровлю.
  5. Архитекторский проект дома.

Рекомендуемые пропорции

Имея объективные данные, можно приступать к поэтапному расчету этап — это определение веса внешней конструкции дома, которая находится над землей, включая дополнительную нагрузку от мебели, декоративной отделки и т.п., которая будет производить удельное давление на подошвенный этап — этап – корректировка.

Рассчитывая ширину основания фундамента, не стоит забывать о следующих параметрах:

  • несущая способность – этот параметр необходим при вычислении площади подошвы, чтобы верно вырыть котлован. Рассчитываемая ширина ленточного фундамента должна быть согласована с несущей способностью;
  • толщина несущей стены – при правильных расчетах получается как минимум на 0,1 метра меньше толщины основания. Этого достаточно для того, чтобы была возможность качественной отделки фасадов;
  • расстояние между армирующими прутьями, которое обязано составить не менее 200 мм.
Читайте также:  Бетонная подготовка под фундамент и её устройство

Онлайн калькулятор расчета размеров, арматуры и количества бетона монолитного ленточного фундамента

Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП и ГОСТ Р 52086-2003

Ленточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты.

Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах.

Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.

Существует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозаглубленный и глубокозаглубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.

  • Проектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.
  • При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация
  • Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта.

Общие сведения по результатам расчетов

  • Общая длина ленты
  • — Длина фундамента по центру ленты с учетом внутренних перегородок.

  • Площадь подошвы ленты
  • — Площадь опоры фундамента на почву. Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.

  • Площадь внешней боковой поверхности
  • — Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.

  • Объем бетона
  • — Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.

  • Вес бетона
  • — Указан примерный вес бетона по средней плотности.

  • Нагрузка на почву от фундамента
  • — Распределенная нагрузка на всю площадь опоры.

  • Минимальный диаметр продольных стержней арматуры
  • — Минимальный диаметр по СП 52-101-2003, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.

  • Минимальное кол-во рядов арматуры в верхнем и нижнем поясах
  • — Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.

  • Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов)
  • — Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СП 52-101-2003.

  • Шаг поперечных стержней арматуры (хомутов)
  • — Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.

  • Величина нахлеста арматуры
  • — При креплении отрезков стержней внахлест.

  • Общая длина арматуры
  • — Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.

  • Общий вес арматуры
  • — Вес арматурного каркаса.

  • Толщина доски опалубки
  • — Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.

  • Кол-во досок для опалубки
  • — Количество материала для опалубки заданного размера.

Расчёт несущей способности грунта

Для расчёта несущей способности грунта понадобятся физико-механические характеристики инженерно-геологических элементов (ИГЭ), формирующих грунтовый массив участка строительства. Эти данные берутся из отчета об инженерно-геологических изысканиях. Оплата такого отчёта зачастую окупается сторицей, особенно это касается неблагоприятных грунтовых условий.

Среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчётное сопротивление основания, определяемого по формуле:

Расчёт несущей способности грунта

Формула определения расчетного сопротивления грунта основания.

Для этой формулы существует ряд ограничений по глубине заложения фундаментов, их размеров и т.д. Более подробная информация изложена в разделе 5 СП Ещё раз подчеркнем, что для применения данной расчётной методики необходим отчет об инженерно-геологических изысканиях.

В остальных случаях с некоторой степенью приближенности можно воспользоваться усредненными значениями в зависимости от типов ИГЭ (супеси, суглинки, глины и т.п.), приведенными в СП :

Расчёт несущей способности грунта

Расчетные сопротивления крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления песчаных грунтов.

Расчетные сопротивления глинистых грунтов.

Расчёт несущей способности грунта

Расчетные сопротивления суглинистых грунтов.

Расчетные сопротивления заторфованных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных крупнообломочных грунтов.

Расчёт несущей способности грунта

Расчетные сопротивления элювиальных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления насыпных грунтов.

Расчёт несущей способности грунта

В рамках примера зададимся суглинистым грунтом с коэффициентом пористости 0,7 при значении числа пластичности 0,5 – при интерполяции это даст значение R=215кПа или 2,15кг/см2. Самостоятельно определить пористость и число пластичности очень сложно, для приблизительной оценки стоит оплатить взятие хотя бы одного образца грунта со дна траншеи специалистом лаборатории, выполняющей изыскания. В общем и целом для суглинистых грунтов (самый распространенный тип) чем выше влажность, тем выше значение числа пластичности. Чем легче грунт уплотняется, тем выше коэффициент пористости.

Расчет плотности грунта

Физический смысл такого расчета прост: сравнение объема грунта в разном состоянии.

Для начала вырезается кусок грунта размерами 10*10*10 см, далее замеряется его масса. После этого необходимо отвесить ровно столько же этого грунта, но у же в рассыпчатом состоянии. Затем мерным стаканом необходимо измерить объем второй порции грунта (в рассыпчатом состоянии). После чего получившееся значение делим на 1 кубический дециметр.

В итоге должно получиться значение очень близкое к единице. Чем ближе оно к единице, тем выше плотность грунта. Из результатов эксперимента можно сделать выводы о несущей способности.