Одним из важных вопросов на этапе проектирования дома является расчет фундамента. От того, насколько он правильно сделан, будет зависеть долговечность и надежность постройки. При его расчете учитывают тип конструкции, материал будущего дома, особенности почвы, климатические условия.
Надежнее всего - поручить расчет фундамента (для дома в три этажа) фирме-проектировщику. Однако если постройка планируется не выше двух этажей, то вполне по силам сделать проект самостоятельно.
Как правильно выбрать фундамент для дома?
Есть несколько типов фундаментов, которые применяются в частном строительстве. Они зависят от того, из какого материала будет дом, а также от типа грунта в данной местности. Материал строения определяет его вес. Чем он больше, тем прочнее должно быть основание.
Кроме веса дома, решающим фактором является несущая способность грунта. Чем выше его плотность, тем большую нагрузку он может переносить без деформации. Поэтому определение типа грунта поможет правильно подойти к выбору конструкции и материалу фундамента. В расчет принимаются во внимание также такие свойства почвы, как зернистость, подвижность, влажность.
Третьим фактором, влияющим на тип фундамента, будут климатические условия. С ними связаны сезонные нагрузки от снега на крыше, которые увеличивают массу дома, а также глубина промерзания. От последнего зависит, какую конструкцию, а также величину заглубления следует применить.
Как зависит фундамент от грунта?
Перед началом расчета фундамента дома проводится исследование грунта. Его целью является определение максимальной нагрузки, которую можно приложить к единице площади. Также рассматривается степень пучинистости. Этот показатель говорит о том, насколько сильно будет выталкиваться фундамент из земли по мере промерзания грунта. Также – чем выше этот показатель, тем дольше будет происходить усадка. Некоторые виды фундаментов нельзя применять на подвижных грунтах. Неправильный выбор приведет к разрушению дома.
Типы грунтов
Существуют следующие виды грунтов:
- Скальные и каменистые почвы. Эти разновидности наиболее прочные. Они способны выдерживать любые нагрузки с минимальной усадкой и не подвержены пучинистости, по причине отсутствия в них воды. Идеальны для заложения любого типа фундаментов.
- Хрящеватые грунты. Они состоят из сочетания песчаной породы, камней и глины. Вода также не задерживается в этом виде грунта, поэтому пучения зимой не происходит.
- Песчаные почвы. Хорошо подходят для строительства. Не накапливают в себе избыточную влагу, но промерзают зимой на глубину до 1 метра, в зависимости от региона.
- Глина. Накапливает влагу и плохо от нее освобождается. Поэтому сильно промерзает в зимний период. При расчете стоимости фундамента нужно закладывать дополнительные расходы на песчаную подушку под основание. Через нее будут отводиться излишки воды. Если этого не сделать, то низ фундамента будет мокнуть, и при замерзании бетон начнет разрушаться. Промерзание глинистых грунтов доходит до 1,5 метров.
- Суглинки и супеси. Это разновидность смеси песка с глиной. В зависимости от соотношения глины к песку грунт может как удерживать внутри влагу, так и пропускать ее через себя. Поэтому, насколько сильным будет пучение в этом случае, нужно смотреть на соотношение, а также, насколько холодные зимы в данной климатической зоне.
- Торфяники и болотистые почвы. Расчет фундаментов для этой категории начинается с обязательного геодезического исследования. Такие грунты характеризуются близким залеганием воды и имеют малую несущую способность. Кроме того, они обладают неоднородностью, что увеличивает риски строительства. При возведении фундамента выполняется множество дополнительных работ в виде уплотнения грунта с частичной заменой торфа на песчаную засыпку, обустройство дренажных прорезей. Наиболее оправданно на таких почвах строительство монолитных плиточных, а также свайных фундаментов.
Свайные фундаменты
Эта разновидность фундаментов применяется для различных целей. Сваи применяют для строительства легких каркасных домов. Там нет большой нагрузки на фундамент, поэтому по периметру будущего дома и на месте стеновых перегородок вкручиваются в землю столбы, которые будут служить основой.
Другой вариант, в котором применяются сваи - это строительство на подвижных грунтах. Например, на заболоченных почвах. Здесь используют железобетонные сваи, которые методом забивания или вибропогружения утапливают в грунт до более стабильных и прочных слоев.
Как рассчитать свайный фундамент?
При расчете свайного фундамента определяются сечение свай, шаг между ними, их длина. Из этих трех составляющих заранее известно только сечение. Остальные показатели рассчитываются, исходя из следующих параметров:
- Нагрузка на ростверк. В этот параметр входит суммарный вес всех возможных нагрузок, включая вес дома, мебели, оборудования, снеговой нагрузки, проживающих людей.
- Нагрузка на отдельную сваю. Она будет зависеть от несущей способности одного элемента без его разрушения.
Вес, который будет приходиться на один элемент свайного фундамента, можно найти по формуле:
P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:
- P — допустимая нагрузка, которая будет приходиться на одну сваю;
- R — прочность грунта, которая определяется после геодезического исследования;
- S — площадь сечения той части сваи, которой она опирается на грунт;
- u — периметр самой сваи (находится по формуле длины окружности);
- fin — сила трения, которая возникает со стороны стенок сваи (берется из табличных данных);
- li — толщина слоя грунта, на которую будет закручена свая (выбирается из таблицы, в зависимости от несущей способности грунта);
- 0,8 — это коэффициент.
После того как рассчитана возможная нагрузка на одну сваю, зная суммарную величину веса дома, можно определить необходимое количество свай и шаг между ними: l = P/Q, где Q — вес строения, приходящийся на один метр фундамента.
Как определить вес дома?
Перед тем как сделать расчет фундамента любого типа, определяется суммарный вес дома. Зная его конструкцию и материалы, из которых он состоит, можно рассчитать массу, пользуясь следующей таблицей.
| Элемент строения и материал изготовления | Удельный вес (кг/кв.м) |
| Кирпичная стена толщиной в 1 кирпич | 684 |
| Кирпичная стена толщиной в 1,5 кирпича | 918 |
| Деревянная стена 200 мм | 100 |
| Деревянная стена 300 мм | 150 |
| Стена каркасного дома с толщиной утеплителя до 150 мм | 30-50 |
| Гипсокартонные стены 80мм | 27,2 |
| Стены из утепленного гипсокартона 80 мм | 33,4 |
| Деревянные потолочные перекрытия с утеплителем | 100-150 |
| Железобетонные перекрытия толщиной 220 мм | 500 |
| Кровельный пирог с покрытием из следующих материалов | Удельный вес (кг/кв.м) |
| Профнастил и металлочерепица | 60 |
| Битумная черепица | 70 |
| Керамическая черепица | 120 |
| Нагрузки от оборудования, мебели и людей | 150 |
| Снеговая нагрузка | Зависит от геометрии крыши, материала, региона. |
Столбчатый бетонный фундамент
Основным материалом для строительства фундамента является бетон. Он позволяет делать основания в виде столбов, отлитых в земле. Перед заливкой бурится в грунте отверстие. Затем в него устанавливается каркас из стальной арматуры и заливается бетоном. Над уровнем земли делается опалубка необходимой высоты. Под здание устанавливается несколько подобных столбов с шагом 1,5–2 метра. Такой фундамент применяют на устойчивых почвах, не подверженных пучению.
Ленточный фундамент
Эта разновидность делится в свою очередь на заглубленный и мелкозаглубленный фундаменты. Разница между ними в том, что первый применяют для домов большого веса, а также в холодных регионах, где имеется большая глубина промерзания грунта. Мелкозаглубленный вариант может использоваться для домов малой этажности, а также на грунтах высокой прочности. Применять на песчаниках и суглинках не рекомендуется. Он может треснуть по причине неравномерной усадки. Расчет ленточного фундамента ведется в зависимости от его залегания. Мелкозаглубленный находится на глубине 0,5–0,7 метров. Глубокозаглубленная лента находится ниже глубины промерзания.
Монолитный фундамент
Этот фундамент делается в виде цельной плиты, которая отливается поверх песчаной подушки. Такая разновидность может быть единственным вариантом строительства на неустойчивых почвах. Кроме того, монолит не подвержен пучению. Единственное, что нужно соблюдать - идеально выровненную поверхность, на которую насыпается песчаная основа. Если этого не сделать, то со временем подушка вместе с домом начнет сползать вниз.
Расчет фундамента дома: пошаговая инструкция
Для начала следует выяснить, какие параметры нужно вычислить. Во-первых - это ширина (для ленточного фундамента), количество свай (для свайного фундамента). Во-вторых - количество бетона, необходимого для заливки.
Для примера возьмем расчет ленточного фундамента и определим: позволит ли запланированная ширина ленты выдержать вес дома? Для этого нужно:
- Найти периметр фундамента. Складываем все стороны дома и прибавляем длину внутренних несущих стен.
- Делаем расчет бетона на фундамент: полученную величину умножаем на ширину и высоту. Так мы находим необходимый объем.
- Объем умножаем на 2500 (удельный вес бетона). В результате получается вес бетонной конструкции.
- Выполняем расчет арматуры для фундамента и прибавляем результат к предыдущему.
- К полученному значению добавляется вес дома, затем результат делится на площадь фундамента. Так находится давление, которое здание будет оказывать на единицу площади.
- Затем по таблице с характеристиками проверяется, может ли ваш тип грунта выдерживать подобную нагрузку. Если нет, то увеличивается ширина и делается расчет фундамента снова.
После определения необходимого объема бетона высчитывается стоимость работ и материалов. Расчет стоимости фундамента зависит от рыночной цены марки бетона, которая требуется для строительства, от необходимого количества арматуры, а также транспортных расходов на доставку материалов к месту строительства.
Сколько арматуры нужно для фундамента
Бетонные конструкции значительно увеличивают свою прочность на изгиб, если внутри используется металлический каркас. В зависимости от типа фундамента применяются прутки разного диаметра. При расчете арматуры для фундамента учитывается вес дома. Плотные грунты снижают деформацию бетона под весом сооружения, что влияет на уменьшение количества арматуры.
Для ленточного фундамента применяются прутки диаметром 10–16 мм. Они укладываются в опалубку с шагом 10–15 см и соединяются между собой поперечными прутками, которые скрепляются вязальной проволокой. Поскольку фундамент испытывает поперечную нагрузку, то основное воздействие приходится на продольные прутья арматуры. В связи с этим поперечная арматура может использоваться меньшего диаметра.
Для монолитного плиточного фундамента применяется тонкая арматура от 10 мм, либо армирующая сетка. Если плита выполняется на неустойчивом грунте или вес дома большой, то диаметр прутков увеличивается. Каракас делается в виде сетки с шагом 20 см. Если не требуется высокая прочность плиты, то арматурные прутья можно заменить сеткой.
