Как найти площадь подошвы фундамента

Как найти площадь подошвы фундамента

Расчет ведется на основное сочетание
нормативных нагрузок, рассчитанных по
IIгруппе предельных
состояний.

Предварительные размеры фундамента
находятся из условия, что фактическое
давление под подошвой фундамента P, должно не превышать расчетного
сопротивления грунтаR.

P

При этом фундамент получается таким,
что области пластических деформаций в
основании достаточно малы: Zb/4

Требуемая площадь подошвы фундамента
определяется по формуле

;1226.86
тс

приведенный удельный вес, вводимый для
определения веса фундамента с грунтом
на его уступах;

глубина заложения подошвы фундамента:d=2.5м;

Rрасчетное сопротивление грунта основания,
определяемые по формуле:

,коэффициенты
условий работы, принимаемые по [5]:,;

коэффициент, зависящий от прочностных
характеристик грунта:

коэффициенты,
принимаемые по [5]:

коэффициент, зависящий от ширины подошвы
фундамента:

осредненное
расчетное значение удельного веса
грунтов, залегающих ниже подошвы
фундамента. При наличии УГВ удельный
вес грунта определяется с учетом
взвешивающего действия воды:;

осредненное расчетное значение удельного
веса грунтов, залегающих выше подошвы
фундамента. При наличии УГВ удельный
вес грунта определяется с учетом
взвешивающего действия воды:;

расчетное значение удельного сцепление
грунта, залегающего непосредственно
под подошвой фундамента:

bширина подошвы фундамента.

Прямоугольный фундамент(A=)

При решении квадратного уравнения
получили ширину прямоугольного
фундамента: b=2.24, которая
меньше ширины быка (3,5м)

Конструктивно принимаем ширину
фундамента: b=4,5,

Расчетное сопротивление грунта основания
фундамента:

Выполняем проверку условия:

Условие выполняется P

Следует проверить фундамент на совместное
действие

Проверка выполнена успешно.

2.3. Определение осадок фундамента, его неравномерностей и крена

В курсовой работе рассматривается
только один из видов возможных деформаций
основанияосадка
основания в различных точках подошвы
фундамента, что обеспечивает определение
осадки центра подошвы, неравномерности
осадок краев, крена фундамента.

Расчет осадок ведется методом послойного
суммирования, который позволяет учесть
неоднородность основания.

Осадка определяется по схеме
полупространства с условным ограничением
сжимаемой толщи по формуле.

где – безразмерный
коэффициент,;

– толщинаi-того слоя;

– модуль деформацииi-того
слоя.

–
среднее давление дополнительного
вертикального нормального напряжения
вi-том слое грунта,
определяемое по формуле:

коэффициент, учитывающий изменение
дополнительного давления по глубине,
и зависящий от формы подошвы фундамента
и относительной глубины
принимаемый по [5]:

дополнительное к природному вертикальное
давление на грунтовое основание,
определяемое по формуле:

среднее давление под подошвой фундамента;

вертикальное
напряжение от собственного веса грунта
на уровне подошвы фундамента, действовавшие
до начала строительства( с учетом
взвешивания):

осредненный
удельный вес грунтов, залегающих выше
подошвы фундамента:

Определяем дополнительное вертикальное
давление:

Определив
,
строим график распределенияпо осиzдля левого и
правого фундамента (соответственно
рис.1 и рис.2), при этом вычисленияведутся в табличной форме.

Значения
определяем в характерных точках на
границах слоев грунтов, с учетом
взвешивающего действия воды по формуле:

Затем строим эпюру вертикальных
напряжений от собственного веса грунта(рис.1 и рис.2). Расчет ведем от отметки
природного рельефа,

Для левого фундамента

Таблица 3

z

0

3

5,5

8

10,5

11

11,5

13

14,5

16

17,5

20

 

0

0,7

1,2

1,8

2,3

2,4

2,6

2,9

3,2

3,6

3,9

4,4

α

1

0,866

0,717

0,52

0,392

0,374

0,331

0,294

0,251

0,209

0,183

0,15

Gzpo

17,2

14,8952

12,3324

8,944

6,7424

6,4328

5,6932

5,0568

4,3172

3,5948

3,1476

2,58

Gzg

2,425

5,515

8,09

10,565

13,04

13,51

13,98

15,66

17,34

19,08

20,82

23,92

0,2Gzg

0,485

1,103

1,618

2,113

2,608

2,702

2,796

3,132

3,468

3,816

4,164

4,784

Υi

1,03

1,03

1,03

0,99

0,99

0,94

0,94

1,12

1,12

1,16

1,16

1,24

hi

0

3

2,5

2,5

2,5

0,5

0,5

1,5

1,5

1,5

1,5

2,5

Для правого фундамента

Таблица 5

z

0

1,5

2,5

4

5,5

8

10,5

13

16,5

19

21,5

 

0

0,3

0,6

0,9

1,2

1,8

2,3

2,9

3,7

4,2

4,8

α

1

0,98

0,92

0,78

0,717

0,401

0,39

0,294

0,192

0,165

0,13

Gzpo

17,2

16,856

15,824

13,416

12,3324

6,8972

6,708

5,0568

3,3024

2,838

2,236

Gzpo

2,425

3,97

5

6,485

7,97

9,38

11,73

14,53

18,45

21,35

24,25

0,2Gzg

0,485

0,794

1

1,297

1,594

1,876

2,346

2,906

3,69

4,27

4,85

Υi

1,03

1,03

1,03

0,99

0,99

0,94

0,94

1,12

1,12

1,16

1,16

hi

0

1,5

1

1,5

1,5

1,5

2,5

2,5

3,5

2,5

2,5

Точка пересечения графиков
и 0,2определяет сжимаемую толщу основания,
в пределах которой происходит сжатие
грунта.

По рисункам определяем активную сжимаемую
толщу:

,

Вся активная толща
разбивается на слои таким образом, чтобы
в пределах одного грунта было однородным.
В середине каждого слоя определяются
значенияи вычисляется осадкаi-ого
слоя грунта:

Вычисления
ведутся в табличной форме для левого и
правого фундамента в таблицах 6 и 7.

Таблица 4

№

zсер

hi

Gzp0i

Ei

Si

1

1,4

2,8

16,13

3000

0,01204

2

4,1

2,8

13,8

3000

0,0103

3

6,8

2,5

10,6

1700

0,01247

4

9,3

2,5

7,27

1700

0,00855

5

11

1

5,53

900

0,00492

6

12

1

4,9

2400

0,00163

0,04991

Осадка левого фундамента составляет
S= 5 см

Таблица 5

№

zсер

hi

Gzp0i

Ei

Si

1

0,8

1,3

17,1

3000

0,00593

2

1,9

1,3

16,5

3000

0,00572

3

3,3

1,5

14,63

1700

0,01033

4

4,8

1,5

11,46

1700

0,00809

5

6,8

2,5

7,8

900

0,01733

6

9,3

2,5

6

900

0,01333

7

11,7

2,4

5,33

2400

0,00426

Осадка левого фундамента составляет
S= 6,5 см;

Согласно проектированию фундаментов
по деформациям, заложенному в СНиПе,
размеры подошвы фундамента должны быть
назначены такими, чтобы было выполнено
условие:

предельное
значение абсолютной осадки для мостов
по СНиП составляет 20 см.

Условие выполняется для левого и правого
фундаментов.

Расчет относительной неравномерности
осадок

Необходимо проверить выполнение условия:

относительная
неравномерность осадок (по расчету)

предельное
значение, установленное[1]

Условие по предельной относительной
неравномерности осадок выполняется.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
Источник

ВОПРОС:

Как определить площадь подошвы ленточного или столбчатого фундамента?

ОТВЕТ:

Основными факторами, определяющими площадь опорной части (подошвы) таких типов фундаментов, как ленточный или столбчатый, являются:

  • Прочность грунта (его расчетное сопротивление);
  • Суммарная постоянная нагрузка от здания, действующая на фундамент (нагрузка от конструкций здания и эксплуатационная нагрузка).

Расчетное сопротивление грунта – это максимально допустимое давление фундамента на грунт. Конкретные значения расчетного сопротивления для различных грунтов приведены в табл. 1:

Таблица 1. Значения расчетных сопротивлений основных видов грунта (Rгр).

Виды грунтов

Расчетное сопротивление грунтов, Rгр (кг/см2)

Плотные

Средней плотности

Пески

Гравелистые и крупные независимо от их влажности

4,5

3,5

Средней крупности независимо от их влажности

3,5

2,5

Мелкие маловлажные

3,0

2,0

Мелкие очень влажные и насыщенные водой

2,0

2,5

Глины

Твердые

6,0

3,0

Пластичные

3,0

1,0

Крупнообломочные, щебень, галька, гравий

6,0

5,0

Эксплуатационная нагрузка в загородном доме – это нагрузка от мебели, бытового и инженерного оборудования. Ее удельная величина (Рэ) принимается равной 150 кг на один квадратный метр общей площади дома (150 кг/м2).

Нагрузка от конструкций дома определяется как сумма веса всех его конструкций, при этом, вес самого фундамента можно не учитывать, т.к. этот вес примерно равен весу, замещенного им грунта. Удельный по площади вес различных конструкций представлен в табл. 2:

Таблица 2. Удельный (по площади) вес конструкций здания (Рк).

Тип конструкции

Удельный вес конструкции, Рк (кг/м2)

Стены

Дервянные каркасные с утеплителем

50

Брусчатые и вревенчатые

90

Арболитовые, толщиной 200 мм

350

Керамзитобетонные, толщиной 350 мм

500

Из пустотного кирпича, толщиной 380 мм

600

То же, толщиной 510 мм

750

Из полнотелого кирпича сплошной кладки, толщиной 250 мм

500

То же, толщиной 380 мм

760

То же, толщиной 510 мм

1000

Перекрытия

Чердачное и цокольное по деревянным балкам с утеплителем

200

Междуэтажное по деревянным балкам

150

Железобетонное монолитное

500

Из пустотных ж/б плит

350

Перегородки

Деревянные

50

Гипсокартонные

80

Кровля

Кровельная сталь, металлочерепица

40

Рубероид 2 слоя, Ондулин и т.п.

50

Асбестоцементные листы (шифер)

60

Черепица керамическая

90

Итак, уточнив площади различных конструкций дома (Fк), общую площадь самого дома (Fоб) и, используя данные представленных выше таблиц (Rгр и Рк), а также, значение эксплуатационной нагрузки (Рэ), Вы можете приступить к подсчету требуемой площади подошвы фундамента (Fф)по формуле:

∑ (Fк х Рк) + Рэ хFоб

                      ___________________ = Fф (см2),

Rгр

где ∑ (Fк х Рк) – суммарный вес конструкций дома.

Под печи, камины, котлы и другое тяжелое оборудование фундамент рассчитывается отдельно. Фундаменты под оборудование не связаны с фундаментом дома.

В завершении следует заметить, что Строительные нормы допускают использовать представленный метод расчета для сооружений III уровня ответственности, к которым относятся небольшие дачные дома сезонного проживания, бани, гаражи, хозблоки. Для капитальных домов (коттеджей) его можно рассматривать, как ориентировочный.

Назад к списку

Нажимая кнопку “Отправить”, в соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2006 года № 152 «О персональных данных»  Вы подтверждаете свое согласия на обработку персональных данных в указанных Вами формах на сайте АкаДОМия.ру и принимаете  условия Политики конфиденциальности

Источник

Постройка дома или иного сооружения начинается с фундамента, который распределяет все нагрузки вышестоящих конструкций: стен, крыши и т.д. От качества основания зависит срок эксплуатации здания, а главное — безопасность людей, находящихся в нем. 

Несмотря на особую значимость в строительстве, рассчитать фундамент можно самостоятельно и даже онлайн. В статье разбираем правила и способы расчета фундамента.

В статье рассказывается:

  1. Критерии выбора фундамента
  2. Выбор типа фундамента
  3. Расчет площади подошвы фундамента
  4. Что нужно рассчитать: пошаговая инструкция
  5. Расчет нагрузки на грунт
  6. Расчет количества арматуры для ленточного фундамента

Критерии выбора фундамента

Чтобы определиться с типом основания и тем, сколько нужно ресурсов, оцените следующие критерии:

  • Почва.

Грунты делятся на скальные, крупнообломочные (валунные, щебенистые и гравийные), глинистые и песчаные. Каждый обладает набором свойств, среди которых особенно важна несущая способность. 

Самые оптимальные – скальные грунты. Они прочны и устойчивы к проседанию, не требуют заглубления. В то же время такие грунты встречаются преимущественно в горной местности, а не на равнинах.

Для валунных, щебенистых и гравийных грунтов применяют заливку ленточного основания глубиной до полуметра, поскольку их также отличает высокий уровень прочности. Песчаные грунты хорошо подходят для блочных и ленточных оснований глубиной в районе одного метра. 

Из наименее подходящих для строительства поверхностей отметим глинистые почвы. Они набухают за счет воды, что может привести к деформации основания дома.

  • Грунтовые воды.

Если их уровень высокий, то это может сопровождаться подтоплениями, плесенью, грибками и запахом сырости. Чтобы противодействовать этому, нужно проводить осушение участка, заниматься строительством дренажных канав, сделать гидроизоляцию подвала. А типы оснований должны быть с максимальным распределением по площади, в их числе – свайный, из монолитной плитки, ленточный, если сделать предварительно песчано-гравийную подушку.

  • Климатические факторы.

Наличие паводков, сезонных дождей, таяния снегов может создать пучинистость грунтов. Последняя предполагает удержание влаги и вспучивание при минусовых температурах. 

Среди мер по борьбе с морозным пучением можно выделить дренаж, снижение уровня грунтовых вод, подъем участка с помощью отсыпки грунта. Необходимо понимать глубину, на которую промерзает грунт. Если основание будет заложено ниже этого уровня, то вы убережете его от разрушения.

как выбрать тип фундамента

Выбор типа фундамента

Основания делятся на типы по конструктивным особенностям и способу возведения. Обратим внимание, что совсем не обязательно придерживаться конкретного типа фундамента, возможны их комбинации. 

Ленточный

Это железобетонная полоса, залитая под стены здания. Она проходит под всеми стенами здания, за счет чего оказывает равное давление на грунт. Востребован для частного строительства домов и иных сооружений, включая бани, сараи и проч.

Весомый аргумент в пользу ленточного основания — использование его стенок в качестве подвального помещения для хранения отдельных продуктов, например, картошки и солений.

По стоимости этот вид основания обходится относительно недорого, выдерживает большие нагрузки. С учетом грунтовых вод основание бывает мелкозаглубленным и заглубленным.

Если требуется уровень заглубления более двух метров, то стоит отказаться от данного типа основания. Есть более удачные альтернативы.

Свайный

Из названия понятно, что в основе свайного фундамента лежат многочисленные сваи, создающие каркас для распределения нагрузки по конструкции. Сваи подходят для сложной рельефной местности, поскольку они не только закрепляют дом или иное сооружение, но и саму почву, снижая риски подвижек и оползней.

Данный тип фундамента характерен для домов с легкой конструкцией, где нет подвального помещения. Сваи или вбиваются, или ввинчиваются, или используется метод заливки. Наиболее распространены винтовые сваи.

Свайное основание привлекательно благодаря низкой стоимости и минимальным временным затратам.

Свайно-ростверковый

Свайно-ростверковое основание сочетает одновременное использование свай и железобетонных плиток (ростверка). Применяют в местах, где использование простого ленточного фундамента невыгодно с экономической точки зрения — в случаях, если здание легкое. Распространен данный тип фундамента при строительстве из легких типов бетона и кирпича.

Плитный

Это монолитная железобетонная плита. Ее можно залить самостоятельно с использованием арматуры или заказать на заводе. Чаще используют в случае высокого уровня грунтовых вод, на сыпучих грунтах или глине, при большой глубине промерзания. 

По стоимости существенно дороже за счет большего объема работ и затрат на бетон, в то же время он эффективен и долговечен. Выдерживает полноценные кирпичные или каменные здания.

Столбчатый

Используется для зданий из легких материалов. В местах повышенной нагрузки, к примеру, где пересечение стен, устанавливаются столбы, которые соединяются металлическими или деревянными балками.

Столбчатый фундамент экономичен, защищает дом от плесени и преждевременного разрушения древесины. В то же время противостоять подвижкам грунта или вспучиванию он не сможет.

ленточный фундамент

Расчет площади подошвы фундамента

Востребован для большинства типов оснований, исключение — плитный фундамент, поскольку здесь можно заложить плиту под всей площадью строения. Чтобы понять, сколько квадратных сантиметров составляет подошва фундамента, используют формулу:

S = Yn х F/ Yc х Ro, где

S – площадь подошвы фундамента (см2);

F – расчетная нагрузка на основание;

Ro – расчетное сопротивление грунта;

Yn – коэффициент надежности, установим как фиксированную величину 1,2;

Yc – коэффициент условий работы, варьирующийся в зависимости от грунта:

  • 1,0 – глина пластичная, здание с каменными стенами;

  • 1,1 – глина пластичная, здание с деревянными или каркасными стенами, или длинное здание с каменными стенами;

  • 1,2 – глина слабопластичная, пески маловлажные, крупный песок, строения жесткие длинные;

  • 1,3 – пески мелкие, сооружения любой жесткости;

  • 1,4 – крупный песок, сооружения нежесткие и жесткие длинные. 

Каждый вид грунтовой поверхности предполагает свой уровень сопротивления нагрузкам. Чем больше глубина почвы, тем выше уровень сопротивления. Также многое зависит от уровня грунтовых вод: если грунт влажный, то он хуже сопротивляется нагрузкам.  

Тип грунта Расчетное сопротивление грунтов R, кг/см3

Гравий с заполнителем:

  • пылевато-глинистым

  • песчаным

4

5

Щебень или галька с заполнителем:

  • пылевато-глинистым

  • песчаным

4,5

6

Пески Плотные Средней плотности

Крупные

Средние

4,5

3,5

3,5

2,5

Мелкие:

  • мелковлажные

  • влажные

3

2,5

2

1,5

Пылевато-глинистые грунты Пористость, коэф Сухой грунт
Влажный грунт

Супеси

0,3

0,5

0.7

4

3

2,5

3,5

2,5

2

Суглины

0,3

0,5

0,7

1

4

3

2,5

2

3,5

2,8

1,8

1

Глины

0,3

0,5

0,6-0,8

1

9

6

5-3

2,5

6

4

3-2

1

Также важно оценить нагрузку от конструкции, которая возводится. Она включает:

  • суммарную нагрузку от сооружения, включая основание;

  • массу объектов, планируемых к размещению внутри здания (к примеру, мебель);

  • снежный покров: зимой вес на квадратный метр кровли варьируется от 50 до 190 кг.

Средний удельный вес кровли, кг/м²

Кровля из шифера

45

Перекрытия из рубероида

40

Материал кровли: гончарная черепица

70

Материал кровли: листовая сталь

25

Средний удельный вес толщины стены 15 см, кг/м²

Железобетон

325

Стены из кирпича

235

Бревна и брус

85

Каркасные стены

40

Средний удельный вес перекрытий, кг/м²

Железобетон

500

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3

250

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м3

125

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3

175

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м3

85

Пример расчета

Строится одноэтажный кирпичный дом 10*10 с массой 140 000 кг. Коэффициент условий работы составит 1. 

Расчетное сопротивление по грунту – 5 кг/см², поскольку это гравий с заполнителем. Коэффициент надежности является фиксированной величиной. 

Подставляем наши значения и получаем:

S = 1.2 х 140 000 / 1 х 5 = 28 000 см² = 2,8 м²

Данный параметр поможет в определении ширины ленточного фундамента. В случае с нашим домом получаются четыре стены общей длиной 40 метров, еще одна стена будет несущей, это еще 10 метров. Итого: 50 метров длины. Ширина составит 2,8/50 или 0,056 м².

Затраты на фундамент будут серьезными независимо от выбранного типа. Чтобы платежи были комфортными, используйте карту «Халва». Цемент производителя ЗАПСИБЦЕМЕНТ весом 50 кг в магазине «Стройпарк» будет стоит 418 рублей. За 68 мешков, которые понадобятся для фундамента на дом 6х6, придется отдать 28 428 рублей. Разово отдавать такую сумму не хочется, поэтому лучше воспользоваться рассрочкой от Халвы на 12 месяцев. С ней ежемесячный платеж будет равен 2 380 рублям в месяц. И никаких переплат! Выгода очевидна. 

Что нужно рассчитать: пошаговая инструкция

Чтобы корректно рассчитать основание, нужно определить две стадии: текущие нагрузки и несущую способность залегающего грунта. С помощью такого соотнесения вы сможете понять, какой должна быть ширина ленты. 

Расчет площади подошвы не влияет на технологию строительства и работает как с монолитными, так и со сборными видами оснований.

Сбор нагрузок

Необходимо определить параметры помещения: начертить его план, задать высоту цокольного возвышения, определиться с материалами, их толщиной. Каждый из материалов имеет свой разный удельный вес, параметры определяются в кг/м².

К примеру, кровля из металлочерепицы будет весить примерно 30 кг на квадратный метр.

Чтобы рассчитать вес, необходимо определиться с материалом и размерами стен, включая мансарду, перегородки, перекрытия, крышу, а также полезную нагрузку (что будет находиться внутри дома). 

Ветровую нагрузку учитывать необязательно, а вот снеговую стоит учесть. 

Предположим, это южная местность, а значит она будет составлять 50 кг/м². Однако нужно учитывать коэффициент надежности — вы берете величину с запасом, чтобы исключить риски. Если заложить его на уровне 1.20, то получится 60 кг на 1м².

Высота фундамента

Важно определить глубину заложения (высоту) основания. Также нужно знать нормативную глубину промерзания грунта по разным городам. Она учитывается в зависимости от типа почвы. К примеру, в Москве параметр варьируется от 1.35 до 2 м.

высота фундамента

Подошва основания должна быть ниже на 20-30 сантиметров уровня промерзания.

При определении высоты фундамента нужно учитывать уровень грунтовых вод. Если вода находится более чем на 2 м ниже глубины промерзания почвы, основание закапывают на 0.6 и глубже, без песчаной подушки. 

От двух метров и до глубины промерзания — ленту закладывают на глубину от 0.6 м с песчано-гравийной подушкой. Если вода выше глубины промерзания, то основание с подушкой должно быть на 10-30 см глубже глубины промерзания.

Вес ленты

Нужно учитывать вес самого основания. В случае с ленточным это будет вес ленты. Здесь учитывается вес фундаментных блоков стен и цоколя из кирпича. В некоторых ситуациях нужно учитывать вес грунта, если подошва фундамента расширяется.

Этот параметр можно определить исходя из ширины фундаментной подошвы за вычетом размера ленты, суммарный выступ составит 0.2 м. Также здесь нужно учесть вес.

Несущая способность основы

Понять ее удастся либо с помощью инженерно-геологических изысканий, либо с помощью справочников, где содержится информация для наиболее распространенных грунтов. На щебень или гравий сопротивление грунтов будет максимальным, у пластичных глин — минимальным.

Также нужно учитывать, что грунт должен быть однородным. Должны отсутствовать «линзы», из-за которых грунт является слабым.

Расчет нагрузки на грунт

Важно оценить, не будет ли дом слишком большим по весу для грунта. Это определяется из массы строения и самого фундамента. 

У каждого типа почвы есть своя нагрузка на квадратный метр. Она определяется путем деления веса здания и основания на площадь подошвы основания.

Нагрузку снижают через увеличение числа столбов для столбового фундамента. Или в ленточном фундаменте можно сделать трапецию с расширением книзу.

как рассчитать фундамент

Расчет количества арматуры для ленточного фундамента

По ленточным фундаментам используют два армирующих пояса и арматуру толщиной до 12 мм. Продольные прутья нагружаются больше, чем вертикальные и поперечные. Устанавливают прутья не реже, чем через 40 см и не менее двух прутьев. На каждые 50 см требуется по два поперечных прутка. Итоговое число зависит от длины ленты.

Конструкция собирается с вязальной проволокой, которую используют по 30 см на одну скрутку.

С бетоном все проще. Его количество равняется объему фундамента в кубах. Если это прямоугольник, то для определения числа кубов перемножаются ширина, длина и высота.

Источник

Что такое подошва фундамента

Основание или подошва фундамента – это горизонтальная плоскость, которой конструкция опирается на грунтовую основу. Подошва принимает на себя не только нагрузку от возведенного объекта, но также от бокового давления грунта, защищая при этом здание от разрушения. В зависимости от типа фундамента и особенностей грунтовой породы подошва обустраивается по-разному, но в любом случае ширина подошвы фундамента должна быть вдвое больше от самой фундаментальной конструкции, а высота как правило не превышает 30 сантиметров.

Расчет глубины и ширины ленточного фундамента

Глубина ленточного фундамента рассчитывается, опираясь на качественные показатели грунта и характеристики будущего объекта. Например, если это должна быть массивная постройка типа двухэтажного кирпичного дома, то фундамент необходимо заглубить вплоть до границы промерзания грунта в вашем регионе, а для надежности даже на 25-30 сантиметров глубже. И часть фундамента должна быть возведена над нулевым уровнем на 25-30 сантиметров. И так общая глубина (высота) будущего фундамента для массивных объектов и сложных грунтов составит: ГПГ + 50 (60) сантиметров, где ГПГ – это глубина промерзания грунта в вашем регионе. Для более легких объектов, к примеру, деревянный домик, баня или когда изготавливается ленточный фундамент для забора глубина (высота) фундамента может составлять всего лишь 50 сантиметров. В таких случаях предполагается, что вспучивание грунта будет протекать равномерно и никак не скажется на целостности объекта.

Ширина каждой полосы фундамента, как правило, принимают равной 40 сантиметров. Остается только узнать общую площадь поверхности ленточного фундамента.

Особенности устройства подошв фундамента

Строительство любого объекта всегда начинают с закладки фундамента. Чтобы повысить прочность и надежность фундаментальной основы выполняют устройство подошвы фундамента.

По классификации фундаментных конструкций выделяют разные виды подошв фундаментов, которые отличаются между собой конструктивными особенностями и обустраиваются по определенным технологиям.

Ленточные фундаменты

Подошва ленточного фундамента укладывается вдоль периметра стен здания в виде замкнутой железобетонной полосы. Такое основание равномерно распределяет нагрузку, предотвращает перекосы и просадку строения, отлично справляется с силами пучения.

Для ленточных фундаментов подошвы могут быть:

  • естественными, когда непосредственно на грунтовую породу передается нагрузка;
  • свайными – первоначально нагрузка оказывается на сваи, а потом на грунт.

Чтобы подошва не разрушалась от воздействия грунтовых вод, для защиты ее обустраивают гравийно-песчаную подушку.

Монолитные ленточные фундаменты отличаются расположенной максимально близко к поверхности широким основанием, образующим надежную опору. Как правило такие конструкции выполняют в условиях высоко залегающих подземных вод или при слабом грунте.

Столбчатые фундаменты

Подошва столбчатого фундамента являет собой плитную поверхность с небольшими размерами. Для более прочного и надежного соединения от фундамента в тело подошвы заводятся арматурные стержни.

При использовании естественной основы подошва устраивается на утрамбованной и залитой бетонной смесью площадке. Если основание свайное, то подошва монтируется в виде верхнего сегмента, который распределяет нагрузку на созданную из объединенных ростверком балок поверхность.

Свайные фундаменты

Подошва выполняемого на уходящих в землю сваях фундамента монтируется из бетона и может быть монолитной или кольцевой. Основание подошвы фундамента монолитного типа выступает разновидностью опирающейся на заглубленные сваи плитной фундаментной конструкции.

Кольцевая подошва по конструктивным особенностям напоминает ленточный фундамент, который может находиться на уровне почвы, быть заглубленным в землю на определенную глубину или приподнятым вверх. При этом высота подошвы фундамента составляет 20-30 сантиметров.

Плитные фундаменты

При устройстве плитного фундамента лента подошвы может заливаться одновременно с плитой или же для нее делается отдельная опалубка и заливка бетонной смеси осуществляется перед созданием фундаментной конструкции. В обеих случаях подошва должна создаваться только на материнском твердом грунте и ни в коем случае не на насыпном. Глубина и структура подошвенного основания определяется по характеристикам грунтовой породы.

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.

Плюсы и минусы подошв под фундаменты

Устройство фундамента на опорной подошве сопровождается рядом преимуществ:

  • усиление прочности и долговечности строительного объекта;
  • нагрузка на подошву в разы повышает несущие возможности фундамента;
  • минимум ограничений по типу возводимого здания;
  • возможность проводить строительные работы в любое время года;
  • возможность выполнять строительство в местах с разными видами грунтовых пород, учитывая и слабые грунты.

В числе минусов создания фундаментов на подошвах отмечают:

  • для грунтов с сильным вспучиванием или с глубоким уровнем промерзания подошвы не подходят;
  • в случае с бетонным монолитом устройство подошв требует значительных трудозатрат и сам процесс занимает много времени, что в свою очередь увеличивает сроки строительства объекта;
  • создание подошвенного основания существенно повышает расход материалов, в частности арматурных прутьев, опалубных досок и бетонного раствора;
  • при возведении фундаментов заглубленных разновидностей устройство подошв требует наличия специализированной строительной техники и оборудования;
  • фундаменты с опорной подошвой обходятся дороже в сравнении с обычными.

Наряду с относительно большим перечнем недостатков выполненный на опорном основании фундамент гарантирует сооружению надежность и долговечность, и пользуется высокой популярностью среди большинства застройщиков.

Как определить тип грунта

Схема устройства фундамента на торфе.

Как можно определить тип грунта, не прибегая к помощи специалистов? Для этого наберите с того участка земли, на котором планируете постройку, пригоршню земли и смочите ее водой. Из смеси, что у вас получится, скатайте полоску и загните ее кольцом. Такое вы сможете проделать, только если смесь будет из глины. В противном случае, она просто рассыплется у вас в руках. Если смесь состоит из суглинки, то изделие разломается на несколько частей.

Смесь из песка станет рассыпаться на множество мелких частей. Рассмотрите эти частицы. Если песчинки в ней не меньше чем 1,5 мм в диаметре, это означает, что возводить основу здания придется на песчаном грунте. Если выбранную смесь поместить в стакан и банку с водой и взболтать ее, то можно определить количество глины в грунте. Сильно замутненная вода при взбалтывании покажет, что в грунте содержит в себе очень много глины.

Определите глубину залегания подземных вод. Для этого подойдите к ближайшему колодцу и определите уровень воды в нем. Учитывайте разницу высоты между территорией, где находится такой колодец, и вашим участком. Так вы сможете делать расчет, насколько подземные воды близки к поверхности земли. После этого определите влажность грунта, для чего просто сделайте из него шарик и понаблюдайте за ним. Если шарик будет сохранять форму, значит, это влажный грунт, если нет – слабовлажный.

Все эти нехитрые манипуляции с землей можно делать и необходимо делать для того, чтобы определить, какой тип фундамента будет использован для строительства. Это позволит правильно рассчитать, какой фундамент, его габариты, количество арматуры и многое другое вам понадобится.

Расчет подошвы фундамента

При проектировании фундамента с опорным основанием обязательным этапом является расчет подошвы фундамента. Основная цель такого расчета состоит в точном определении ширины, глубины и площади основания, при которых оказываемое весом здания удельное давление будет меньше нежели сопротивление грунта подошве фундамента.

Предварительно площадь подошвы фундамента можно установить по условию:

PII ≤ R, в котором

  • РII – это среднее давление под подошвой фундамента в отношении к основному сочетанию нагрузок при вычислениях по деформациям;
  • R – это расчетное сопротивление грунта основания. Показатель вычисляется по формуле СНиП.

На рисунке ниже подробно представлена расчетная схема центрально нагруженной фундаментальной подошвы.

При расчете фундаментов с повышенной жесткостью реактивная эпюра грунта принимается прямоугольной. Уравнение равновесия в этом случае выглядит так:

В данном уравнении есть определенная сложность. Дело в том, что в обеих его частях содержатся искомые геометрические размеры фундамента. Но при выполнении предварительных вычислений вес грунта и самого фундамента в АВСD заменяют на:

где

  • Ɣm – средний показатель удельного веса фундаментальной конструкции и грунтовой породы на ее уступах. Как правило Ɣm составляет 20кН/м³;
  • d – это глубина заложения подошвы фундамента, вычисляется в метрах.

По указанной ниже формуле определяется необходимая площадь фундаментальной подошвы:

При этом расчет ширины подошвы фундамента (b) выполняется:

  • для ленточного фундамента: А = b х 1п.м.:
  • для квадратного столбчатого фундамента: А = b²
  • для прямоугольного столбчатого фундамента: По этой формуле определение размеров подошвы фундамента выполняется исходя из соотношения длины (l) к ширине (b) проектируемого фундамента, поскольку он полностью повторяет конфигурацию конструкции, которая на него опирается. Из этого следует, что
  • для круглого столбчатого фундамента – b = D, где D – это диаметр конструкции

Когда завершено предварительное определение ширины подошвы b = f(Ro) нужно уточнить расчетную сопротивляемость грунтового основания: R = f (b, φ, c, d, γ).

Рассчитав точную сопротивляемость опять нужно вычислить ширину. Повторять действия необходимо до тех пор, пока оба показателя не будут одинаковыми.

Когда с учетом унификации и модульности конструкций размер фундамента подобран, то необходимо проверить фактическое давление на грунт и напряжение под подошвой фундамента.

Чем меньшая разница будет между величинами РII и R, тем экономичнее получится проектное решение.

Данным способом поверяется достоверность расчета по линейной теории деформации грунта. Когда же условие не соблюдается, то для вычислений применять следует нелинейную теорию, а это существенно осложняет расчетные мероприятия.

В зависимости от жесткости и схемы нагружения фундаментов, типа сопряжения их со зданиями возможны пространственные перемещения из-за перераспределения усилий в бетоне и арматуре. Поэтому при выполнении расчетов следует учитывать допустимый отрыв подошвы фундамента, который не окажет негативного воздействия на строительный объект.

Нагрузка от дома и фундамента

При необходимости можно найти среднее значение удельных весов разных конструкций дома. Если есть информация о площади этих элементов несложно подсчитать их нагрузку на грунтовое основание.

Для более точного расчета нагрузки нужно брать во внимание и показатели расчета временных нагрузок, которые создаются осадками, например снежным покровом в зимнюю пору года. Например, удельная нагрузка снежного покрова для средней полосы России равна — 100 килограммам ка каждый квадратный метр кровли, для южной – 55 килограммам, а для северной – 195 килограммам. Естественно эти величины необходимо умножить на площадь вашей кровли.

Также необходимо принять во внимание нагрузку самого фундамента. Но так как для расчета нагрузки фундамента прежде нужно узнать его площадь (для измерения объема, а затем его массы) что усложняет работу формулы расчета площади подошвы, принимаем ленточный фундамент с одной внутренней стеной и шириной полосы в 40 сантиметров. Затем объем фундамента умножается на среднюю плотность железобетонных изделий равной 2400 и получаем значение нагрузки фундамента. Расчет свайно-ленточного фундамента происходит по более упрощенной формуле.

Остается только сложить данные всех нагрузок и подставить в формулу с целью расчета общей площади фундамента. Не забываем о корректировке ширины каждой полосы фундамента и их длины.

Используемые при устройстве подошвы материалы

При обустройстве фундаментальной подошвы потребуются следующие материалы и инструменты:

  • совковые и штыковые лопаты, необходимы для выполнения земляных работ ручным методом;
  • вязальная проволока и арматурные стержни, с помощью которых осуществляется армирование подошвы фундамента дома;
  • гвозди и молоток;
  • крючок, которым выполняется вязка металлического каркаса;
  • шнур для разметки;
  • доски для монтажа опалубки;
  • скобы монтажные;
  • материалы для подошвы: песок, гравий, бетонный раствор.

Для проведения съемки местности потребуется также нивелир, который поможет с точностью установить уровень подошвы фундамента.

Исходя из каких условий определяют размеры подошвы фундамента мелкого заложения

В соответствии с геологическим разрезом, построенным в приложении, глубина заложения подошвы фундамента мелкого заложения, определяется по указаниям п. 12.2 [3] составляет df=1,5 м. При этом основанием фундамента является слой глины текучепластичной с условным расчетным сопротивлением R=202 кПа. В таких условиях целесообразно рассмотреть вариант устройства фундамента с заменой слабого грунта (супеси пластичной) песчаной подушкой. В качестве материала песчаной подушки принимается песок крупный средней плотности с R=300 кПа.

Глубина заложения подошвы фундамента в этом случае назначается, исходя из конструктивных требований, и принимается равной dk=d1=1,2 м.

Технология устройства фундаментальной подошвы

Вне зависимости от того, устраиваются подошвы фундаментов мелкого заложения, ленточных, столбчатых или других типов конструкций, работы по их монтажу проводятся поэтапно:

  • подготовительный этап состоит в рытье котлована. На его дне выполняется разметка, с точностью определяющая расположение будущей конструкции;
  • устройство опалубки. Здесь обязательно учитывается толщина подошвы фундамента. Выставляется опалубка таким образом, чтобы по центру подошвы распределялись фундаментальные стенки. для формирования наружных углов пара досок соединяется между собой под прямым углом и выносится на расстояние 17,5 см от разметочного шнура. При наличии слабых участков опалубки их нужно подсыпать снаружи грунтовой смесью для предотвращения протечки бетона. Если строительство предстоит на участке в повышенным уровнем грунтовых вод, то в целях безопасности выполняется гидроизоляция подошвы фундамента;
  • следующий этап – армирование. Металлические прутья обеспечивают усиление подошвы фундамента и соответственно повышают прочностные свойства всей строительной конструкции;
  • заливка бетона. После расположения арматуры выполняется бетонирование подошвы. При этом должна контролироваться расчетная отметка основания. Для более прочного сцепления фундамента с подошвой на ней прорезается шпоночная канавка по центральной оси кромки. После застывания бетона выполняется затирка поверхности.

Если несущая способность грунтов в месте строительства недостаточная, то для достижения нужных эксплуатационных показателей выполняется уширение подошвы фундамента путем устройства двусторонних или односторонних банкет.

Подошва для фундамента — достоинства и недостатки, монтаж конструкции

Важным конструктивным элементом любого сооружения, от которого зависит продолжительность его эксплуатационного периода, является фундаментная основа. Чтобы нагрузочное воздействие железобетонной конструкции равномерно передавалось на почвенный состав, под ним устраивается подошва фундамента. Сооружается подошва в случаях, если предстоит строительство на слабом почвенном составе.

Источник

Хотите разместить рекламу ваших товаров или услуг на сайте cdelayremont.ru? Перейдите на страницу реклама, чтобы узнать о вариантах и условиях сотрудничества.

Перед тем как непосредственно приступить к возведению ленточного фундамента, необходимо узнать основные его параметры: глубину заложения и площадь основания. Начнем мы, пожалуй, с самого простого – с расчета глубины залегания.

Глубина и ширина фундамента

Глубина рассчитывается исходя из качественных показателей грунта и характеристики возводимого объекта. Так, если постройка массивная, например, двухэтажный кирпичный дом, то фундамент заглубляется вплоть до границы промерзания грунта (для надежности на 300 мм глубже), которая для каждого региона принимает свое значение. Часть фундамента изготавливают над нулевым уровнем на 300 мм. Итого, общая глубина для «тяжелых» сооружений и сложных грунтов составляет: ГПГ+600 мм, где ГПГ – глубина промерзания грунта. Для легких конструкций, например, деревянных домов, бань или когда возводится фундамент для забора, он может заглубляться всего на 500 мм. В этом случае предполагается, что вспучивание грунта будет протекать равномерно и не скажется на целостности постройки.

Расчет параметров ленточного фундамента

Что касается остальных размеров, то ширину каждой полосы, как правило, принимают равной 400 мм. Осталось только узнать общую площадь поверхности.

Расчет площади

Для чего необходимо рассчитывать площадь подошвы? Все очень просто! Всего лишь для того, чтобы определить номинальную площадь, благодаря которой возводимый объект будет устойчивым. Проще говоря – чтобы дом неравномерно не ушел в землю под действием суммарной нагрузки на грунт. Ведь постройка может не только выталкиваться вспученными грунтами во время их сезонного промерзания, но и за счет высоких нагрузок продавливать грунт. И та и другая ситуация чревата разрушением постройки.

Площадь подошвы фундамента (S) рассчитывается по следующей формуле:

S > k(n)*F/k(c)*R, где

k(n) – коэффициент надежности, который обычно принимают равным 1,2, т.е. запас площади равен 20%;
F – суммарная расчетная нагрузка на грунтовое основание. Сюда входит нагрузка от дома, фундамента, полезная нагрузка и т.д. – все, что способствует увеличению давления на опору ленточного фундамента;
k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины пластичной и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены до 1,4 для крупного песка и не жестких конструкций;
R – расчетное сопротивление грунта (для некоторых приведено в таблице ниже).

Некоторые значения сопротивления грунта

Таким образом, единственным неизвестным для расчета площади остается общая нагрузка на грунт.

Нагрузка от дома и фундамента

В специальных справочниках вы можете найти средние значения удельных весов различных конструкций дома. Зная площадь этих элементов, несложно подсчитать и примерную нагрузку от них на грунтовое основание.

Значения среднего удельного веса элементов дома

Также необходимо брать в расчет временные нагрузки, которые создаются, например, снежным покровом. Для средней полосы России удельную нагрузку снежного покрова принимают равной 100 кг на каждый квадратный метр кровли, для южной – 50, для северной – 190. Соответственно, эти величины нужно умножить на значение площади кровли.

Также нужно принимать во внимание нагрузку от фундамента. Но, т.к. для расчета этой нагрузки нам необходимо знать его площадь (для измерения объема, а затем и его массы), что в свою очередь усложняет работу формулы определения площади подошвы, принимаем фундамент с одной внутренней стеной и шириной полосы, равной 400 мм. Далее объем  умножаем на среднюю плотность железобетона (2400) и получаем нагрузку. Свайно-ленточный фундамент рассчитывается по более упрощенной схеме.

Осталось только сложить все нагрузки и подставить их в формулу, чтобы провести расчет общей площади ленточного фундамента и сделать корректировку на ширину каждой полосы и их длину.

Источник

Добавить комментарий