Расчет фундамента
Данная процедура, как правило, не вызывает серьезных осложнений, если подойти к ней с должным уровнем ответственности. Она предполагает сбор данных по нагрузке и изучение несущих слоев почвы. Толщина фундамента для двухэтажного дома будет определяться в зависимости от соотношения этих двух составляющих.
На видео подробно рассказывается, как выполнить расчет основания самостоятельно.
В первую очередь необходимо провести тщательное изучение рабочего участка. Глубина фундамента для двухэтажного дома из пеноблоков должна быть выше средней глубины промерзания на 35–55 см.
Опалубка и армирование
Такие данные приемлемы лишь при условии отопления жилой площади в зимнее время года. В противном случае необходимо придерживаться установленной температуры промерзания для конкретного региона.
Относительное значение ширины ленты будет составлять 25 см. Это значение носит приближенный характер и будет меняться в процессе расчетов.
Следующий шаг – расчет давления на ленточный фундамент для двухэтажного дома. Для определения соответствующего значения целесообразно воспользоваться таблицей ниже.
| Тип конструкции | Плотность (кг/м2) |
|---|---|
| Стены | |
| Кирпичная кладка (полкирпича) | 210–240 |
| Дома из пенобетона | 170–180 |
| Дома из бревен (d=240 мм) | 130–145 |
| Дома из бруса (150 мм) | 11–125 |
| Элементы перекрытия | |
| Чердак (балки деревянные) | 10–120 |
| Пустотелые бетонные плиты | 30–380 |
| Железобетонные перекрытия | 450–520 |
| Кровля | |
| Металлочерепица, профлист | 25–35 |
| Двухслойный рубероид | 35–45 |
| Шифер (высота гребня – 4 см) | 50 |
| Нагрузка снежного покрова для центральных областей России | 100–120 |
Следующий этап – расчет суммарного веса ленточной плиты. Для этого необходимо предварительно вычислить ее объем, который рассчитывается с помощью произведения длины – L, ширины – А и высоты – В.
Полученное значение умножаем на удельный вес железобетона, который составляет 2500 кг/м3. Конечный результат – суммарный вес. Для расчета общей нагрузки – М – на несущий почвенный слой достаточно сложить это значение с весом здания.
Теперь возникает необходимость установить оптимальное значение ширины подошвы основания – O. Она выводится по следующей формуле: O = 1,3*M/(L*R). Значение 1,3 выступает в качестве показателя запаса несущей способности, а R – плотность почвенного слоя, которая указана в таблице ниже.
| Вид почвенного слоя | R |
|---|---|
| Глина с галькой | 4,2–4,5 |
| Глина с гравием | 4 |
| Песок крупнозернистый | 6 |
| Песок среднезернистый | 5 |
| Песок мелкозернистый | 4 |
| Супесь | 3,2–3,5 |
| Суглинок | 3,2–3,5 |
| Глина | 6 |
При ширине ленты меньше ориентировочного значения конечная ширина будет составлять заявленные 20 см. В случае, если по результатам расчетов это значение превысило первоначальную цифру более чем на 4–6 см, необходимо произвести повторный расчет массы основания с новым значением ширины ленты.
Важность геологических изысканий
Такое давление способен выдержать далеко не всякий грунт. Инженерно-геологические изыскания — одно из важнейших подготовительных действий при подготовке проекта строительства высотных зданий. Участок под застройку подвергается ультразвуковому сканированию, в земле пробуриваются скважины глубиной до 100 метров. На разных отметках забираются пробы грунта для определения их состава. Общее правило — чем плотнее и твёрже грунт, тем лучше. Идеальный вариант — устройство фундамента высотного здания в скальном грунте. Плотная порода будет помогать элементам фундамента справляться с вертикальными и горизонтальными нагрузками.
В целом строительство высотных зданий возможно на разных грунтах, от пластичных глинистых до скальных. Однако для каждого вида грунтовых условий необходимо подобрать свой тип фундамента.
Величина вертикальной нагрузки на основание и характеристики грунта — два основных фактора, влияющие на выбор типа фундамента высотного здания. Однако тщательному учёту подвергаются и другие факторы:
- наличие сейсмической активности или напряжений пород природного и техногенного происхождения в регионе строительства;
- присутствие источников грунтовых вод, подземных рек, плывунов, карстовых пустот и других подземных аномалий;
- расположение крупных объектов капитального строительства по соседству;
- проходящие в непосредственной близости транспортные коммуникации, тоннели метро, газо- и водопроводы и другие объекты, которые могут либо повлиять на целостность фундамента, либо пострадать в результате неизбежной усадки грунта;
- климатические факторы — прежде всего сезонные перепады температур, частота гроз и скорость ветра. Его сильные порывы на высоте 300–400 метров, равно как и термическое расширение материалов, а также удары молний могут вызвать весьма ощутимые разовые нагрузки на всю конструкцию здания, в том числе на фундамент.
Сколько нужно прутка
Разработав схему армирования ленточного фундамента, вы знаете, сколько продольных элементов вам необходимо. Они укладываются по всему периметру и под стенами. Длинна ленты будет длиной одного прутка для армирования. Умножив ее на количество ниток, получите необходимую длину рабочей арматуры. Затем к полученной цифре добавляете 20% — запас на стыки и «перехлесты». Вот столько в метрах вам и нужно будет рабочей арматуры.
Считаете по схеме сколько продольных ниток, потом высчитываете сколько необходимо конструктивного прутка
Теперь нужно посчитать количество конструктивной арматуры. Считаете, сколько поперечных перемычек должно быть: длину ленты делите на шаг установки (300 мм или 0,3 м, если следовать рекомендациям СНиПа). Затем подсчитываете, сколько уходит на изготовление одной перемычки (ширину арматурного каркаса складываете с высотой и удваиваете). Полученную цифру умножаете на количество перемычек. К результату добавляете тоже 20% (на соединения). Это будет количество конструктивной арматуры для армирования ленточного фундамента.
По похожему принципу считаете количество, которое необходимо для армирования подошвы. Сложив все вместе, вы узнаете, сколько арматуры нужно на фундамент.
Марки и классы прочности
Бетон маркируется буквами М и В. М – это марка материала, обозначающая среднюю нагрузку на квадратный сантиметр, которую выдерживает данный образец при сжатии до полного разрушения.
В строительстве применяются преимущественно марки от М100 до М500:
- М400-М500 – это бетон, применяемый для возведения мостов, тоннелей, гидротехнических сооружений и других крупных объектов с повышенными требованиями прочности.
- М400 – материал, предназначенный для промышленного строительства и сооружения фундаментов под малоэтажные здания на влажных и слабых грунтах.
- М350 – применяется при строительстве бассейнов, многоэтажных зданий, различных высотных сооружений.
- М300 – используется при создании железобетонных конструкций, а также для обустройства дорожных плит и лестничных маршей.
- М200 – бетон для частного строительства. Применяется для строительства легких фундаментов и внутренних работ.
- М100 – вспомогательный материал, применяемый для подготовки фундаментного основания, обустройства отводящих дренажей, тонких стяжек.
В – это класс бетона. Он обозначает фактическую нагрузку на сжатие, которую способен вынести данный вид.
Определяется класс прочности путем разрушения кубика затвердевшего бетона со стороной 15 см специальным прессом.
Марка и класс – это не одно и то же. Но каждый класс имеет максимально приближенную по прочности марку. Это отображено в таблице:
| Класс | Средняя прочность (кг/см2) | Марка |
| В5 | 65 | М75 |
| В7,5 | 98 | М100 |
| В10 | 131 | М150 |
| В12,5 | 164 | М150 |
| В15 | 196 | М200 |
| В20 | 262 | М250 |
| В25 | 327 | М350 |
| В30 | 393 | М400 |
| В35 | 458 | М450 |
| В40 | 524 | М550 |
| В45 | 589 | М600 |
| В50 | 655 | М600 |
| В55 | 720 | М700 |
| В60 | 786 | М800 |
Марка и класс бетона — в чём отличия, подскажет видео:
Морозостойкость
Данный показатель маркируется буквой F. Она определяет, какое количество замораживаний и оттаиваний может преодолеть бетон, не получив разрушение более 5%.
Разные марки бетона могут проходить от 30 до 300 циклов заморозки.
Водонепроницаемость
Для обозначения водонепроницаемости используется буква W. Она показывает какое давление воды способно выдерживать бетонное покрытие, не пропуская воду через поры.
Чтобы определить соответствие показателей водонепроницаемости и морозостойкости бетона маркам и классам, используется специальная таблица:
| Марка бетона | Класс бетона | Морозостойкость F | Водонепроницаемость W |
| м100 | В-7,5 | F50 | W2 |
| м150 | В-12,5 | F50 | W2 |
| м200 | В-15 | F100 | W4 |
| м250 | В-20 | F100 | W4 |
| м300 | В-22,5 | F200 | W6 |
| м350 | В-25 | F200 | W8 |
| м400 | В-30 | F300 | W10 |
| м450 | В-35 | F200-F300 | W8-W14 |
| м550 | В-40 | F200-F300 | W10-W16 |
| м600 | В-45 | F100-F300 | W12-W18 |
Показатели удобоукладываемости раствора
Существует три класса бетона по удобоукладываемости:
- Р – растекающиеся смеси;
- П – подвижные;
- Ж – жесткие.
Внутри каждого класса существует разделение по степени проявления характеристик. Так, растекающиеся смеси делятся по категориям от Р1 до Р6. Чем больше показатель, тем выше способность материала самозаполнять форму без уплотнения вибрированием.
Подвижность обозначается буквой П. Есть 5 степеней подвижности бетона. Определяется подвижность путем выкладывания бетона в форму конусом с высотой в 30 см, нижним диаметром 30 см и верхним — 10 см.
Чем выше цифра, тем больше подвижность. После снятия конуса бетон постепенно теряет форму. Степень усадки формы определяет подвижность смеси.
В зависимости от того, насколько подвижна смесь, определяется ее назначение:
| П1 | Заливка бетонных подушек под фундамент, стяжек пола, создание бетонных плит без армирования, фундаменты с небольшим количеством арматуры. |
| П2 | Плитные фундаменты с облегченным арматурным каркасом, бетонные балки. |
| П3 | Габаритные колонны и опоры, горизонтальные бетонные конструкции с полноценным армированием, высокие фундаменты. |
| П4 | Любые железобетонные конструкции с плотной укладкой арматуры, обустраиваемые без вибрирования. |
| П5 | Конструкции, получаемые путем заливки бетона с герметичными опалубками. |
Плитный (плавающий) фундамент
В обустройстве считается самым простым видом основания, но и самым затратным. Выполняется в виде железобетонной монолитной плиты.
Подходит для любого вида грунта и любого рельефа. Цельная плавающая плита способна выдержать нагрузку кирпичного дома при любых подвижках грунта, как случайных, так и сезонных. Такой фундамент применяют, если под будущим домом оказались просадочные, пучинистые и чересчур влажные грунты.
Несмотря на большую стоимость, он того стоит, т. к. обладает повышенной прочностью из-за равномерного распределения нагрузки дома на всю площадь основания.
Монтаж плиточного фундамента делится на следующие этапы:
Роем под плиту котлован.
Его размеры должны соответствовать площади будущего строения.Укладываем несколько слоёв геотекстиля. Материал, состоящий из специальной плёнки, нужен для предотвращения смешивания земли с песком.На дне фундамента делаем песчаную подушку, хорошо утрамбовывая песок по мере засыпки.Сверху песок застилаем плёнкой ПВХ, которая минимизирует потери влаги при заливке бетонной смеси. В противном случае вся влага уйдёт в песок, бетон не наберёт необходимой прочности, а может просто растрескаться.Дальше необходимо сделать каркас из арматуры и залить бетонную смесь.
Важно! При заливке бетон нужно постоянно утрамбовывать, чтобы избежать в монолитной плите пустот. Для будущего плитного фундамента это очень важный момент!. По окончании строительства плитного основания мы получаем два в одном: прочный монолитный фундамент и цокольный этаж одновременно
По окончании строительства плитного основания мы получаем два в одном: прочный монолитный фундамент и цокольный этаж одновременно.
Такое основание может выдержать практически любой вес, т. к. на всю его площадь равномерно распределяется нагрузка дома, которая передаётся сначала песку, выполняющему функцию амортизатора, а затем и грунту.
Теперь мы знаем, какой фундамент лучше для дома из кирпича.
Трудно сыскать что-нибудь лучше этого строительного материала. Возводят из кирпича не только одноэтажные строения, но и прочные и долговечные многоэтажные здания. Для каждого из них необходим чётко выверенный фундамент, который нужно строить с учётом условий на площадке и соблюдением норм строительства.
Фундамент под кирпичный дом является основой сооружения, определяющей его прочность и долговечность. Именно поэтому его возведение требует точного расчета, соблюдения технологии строительства и аккуратности работ.
Полноценный фундамент из кирпича своими руками не сделать, но цоколь кирпичным сделать лучше всего. Это позволяет поднять дом на необходимую отметку выше грунта и уменьшить промерзание пола первого этажа, т. к.
создается разрыв между бетоном и несущими стенами. Если опыта в таких работах не хватает, то необходимо проконсультироваться со специалистами
При подготовке проекта и сооружении фундамента важно точно оценить особенности грунта и возводимого строения, а при строительстве строго соблюдать все требования и нормы
Основные этапы обустройства ленточного фундамента
Проектирование ленточного основания под двухэтажное строение лучше доверить специализированной компании. После разметки участка согласно имеющегося плана, переходят к земляным работам.
Подушка и опалубка
Рыть траншею для строительства двухэтажного коттеджа можно с помощью экскаватора или вручную. В первом случае сложно достигнуть требуемых показателей для обустройства ленточного фундамента, во втором – процесс заберет много сил и времени. Траншея готовится с запасом глубины для подсыпки щебнем подушки.
Уплотнение дна проводят вручную или с применением виброплит. При массе 1,2 ц достаточно 10 проходов, чтобы уплотнить основание и избежать в дальнейшем проседания двухэтажного строения из кирпича.
Подушка ленточного фундамента выполняется из различных материалов:
- Песок. Для качественной утрамбовки песчаного слоя его предварительно поливают водой. Ориентировочная толщина прослойки – 20 см.
- Подходящая фракция щебня от 20 до 40 мм. Он также нуждается в уплотнении. Иногда с этой целью его смешивают с песком.
- Бетонная подошва самое надежное основание для дома двухэтажного из кирпича. Первоначально под будущий ленточный фундамент засыпают 10 сантиметровый слой щебня, после формируют опалубку и заливают бетон. Применение арматуры увеличивает прочность бетонной подушки.
Опалубка бывает съемной и стационарной . Съемный вариант разделяют на одноразовый и многоразовый . Одноразовый отработанный каркас после заливки и застывания ленточного фундамента разбирается и расходуется на другие хозяйственные нужды при обустройстве двухэтажного коттеджа из кирпича. Приобретать опалубку многоразового применения для частного пользования нерентабельно, лучше арендовать. Стационарная опалубка обладает массой преимуществ – быстрая сборка, привлекательный внешний вид ленточного фундамента. Но ее стоимость значительно выше привычной конструкции из досок.
Дренаж
Если обустройство из кирпича двухэтажного коттеджа ведется на грунте с плохой проходимостью влаги, рекомендуется предусмотреть дренаж ленточного фундамента. Сюда входит:
- дренажные трубы;
- смотровые колодцы;
- водоприемник.
Трубы располагают по внешнему периметру будущего двухэтажного здания на расстоянии 1 м. Глубина заложения ниже основания ленточной опорной конструкции. Ориентировочная ширина траншеи – 30 см.
Основные шаги обустройства дренажа:
- Дно траншеи покрывают геотекстилем.
- Сверху насыпают слой мелкого щебня (около 10 см).
- Монтаж труб проводят с уклоном 5% в сторону водосборника.
- Поверх также формируется 10 сантиметровая щебеночная прослойка.
- Все покрывается краями геотекстиля.
- В заключении засыпают крупный песок или щебень.
Подобные меры защиты помогают длительное время сохранить целостность ленточного фундамента и продлить период эксплуатации двухэтажного строения из кирпича.
Армирование и заливка
Роль армирования – увеличить прочность ленточного основания, ведь для двухэтажного здания из кирпича требуется усиленный фундамент. Помимо стандартных металлических прутьев стоит рассмотреть усовершенствованный вариант стержней для каркаса ленточной опоры под двухэтажную постройку. Производители предлагают нержавеющую арматуру из базальтового волокна. Набор достоинств и недостатков композитного материала делает спорным вопрос его применения при строительстве тяжелого дома из кирпича. Все решается в индивидуальном порядке. Обычно для армирования ленточной опорной конструкции берут ребристые металлические прутья диаметром 12 или 14 мм. Подробно описывает требования по обустройству ленточного бетонного основания СНиП 52-01-2003 .
Заливать в опалубку бетон для формирования ленточного фундамента требуется за один прием. Прерывание процесса значительно снизит прочность основания двухэтажного коттеджа из кирпича. Заказ бетономешалки заметно облегчит трудоемкий процесс, но предварительно необходимо сделать точный расчет потребности в бетонном растворе.
Устранить воздушные пузырьки и избежать опасных пустот помогут глубинные вибраторы. После заливки ленточный фундамент оставляют застывать. Минимальный период составляет около месяца. При высоких температурах его периодически увлажняют. Замедлить процесс испарения влаги и обеспечить равномерное высыхание поможет укрытие ленточного фундамента полиэтиленом.
Расчет габаритов и заглубления основания
Техническое задание на возведение 2-этажного дома начинается с исследований грунта под фундамент. Оценивается состояние почвы и наличие подземных водоносных слоёв. Поэтому эксперты рекомендуют заказать геодезические исследование, ведь дом в 2 этажа – это не баня. Здесь требуется серьёзный подход.
Типы грунта
Геодезисты подразделяют грунты на 3 вида:
- Пучинистые. К ним относится мелкопесчаная почва, пылеватые пески, разные типы супеси, суглинков и прочее. Земля данного вида имеет склонность к расширению вследствие промерзания. В результате будет выталкивать твёрдые предметы, из-за чего нарушается их геометрия.
- Непучинистые. В данную классификацию входят скальные и полускальные грунты. Они не промерзают, поэтому не изменяют свой объём и не выдавливают содержимое.
- Слабопучинистые. Крупнозернистые песчаные и гравийные породы. Изменения объёма земли довольно слабое и практически не наносит вреда строению фундамента.
Глубина промерзания
В северных, центральных и южных регионах страны почва промерзает по-разному. Например, нормативная глубина промерзания грунта по СНиП в Москве, в условиях суглинков и глин, всего 1,1 м, а в Вологодской обл., уже 1,43 м.
Ленточный фундамент необходимо заглублять на 30 см ниже отметки промерзания. В Карелии или Мурманске эти значения будут на 20-40% больше, а общая высота ленты под 2-этажный дом может составлять 2,5 м.
Уровень грунтовых вод
На пучинистых грунтах с высоким нахождением подземных вод строить капитальные строения нельзя, тем более на ленточном фундаменте.
Некоторые определяют уровень самостоятельно, заглянув в колодец к соседям. Но для постройки крупного дома рекомендуется заказать исследования геодезистов.
Материал стен
Коробка дома очень тяжёлая, достигающая массы нескольких десятков и даже сотен тонн. Самые увесистые – строения из кирпича. Деревянные и каркасные полегче.
Чтобы держать на себе такое монументальное жилище, ленточный фундамент должен быть грамотно рассчитан. Для этого рекомендуется использовать нормы давления на разные типы грунта.
Масса строения
У вас должен быть проект будущего дома. В документации указаны материалы и размеры:
- коробки,
- перекрытий,
- крыши,
- снеговая нагрузка.
Благодаря этому можно высчитать полную массу дома и определиться с типом и габаритами фундамента (сборный, монолитный, комбинированный). Попутно необходимо рассчитать глубину залегания ленты, с учётом региона.
Пример
Например, габариты коробки 6х9. Высота 6 метров. Материал — брёвна, 240 мм
Через программу калькулятор-онлайн получается: вес дома с учетом нагрузок (снеговая+экспл.) и коэф. запаса: 185 т = 1850 кН. Масса дома с учетом нагрузок и без коэф. запаса: 142 т. Вес коробки дома (только материалы): 98 т. Общая нагрузка на фундамент: 142 т.
По правилам, ширина ленты должна быть на 100 мм шире несущих стен. Значит, у нас это будет 350 мм (стандарт 400 мм). Дом 2-х этажный, поэтому строители рекомендуют делать ширину фундамента на 100 мм больше, а высоту ленты 0,8 х 2 = 1,6 м. Цоколь стандартный 0,4 м. При этом учитываем регион и глубину промерзания.
Расчёт минимальной площади подошвы делается по формуле S > γn · F / (γc · R0), где:
- γn – коэффициент надежности для запаса прочности (постоянная величина 1,2);
- R0 – сопротивление грунта под подошвой (например, влажный песок 2,5);
- F – максимальная нагрузка дома (185 000 кг);
- γc – коэффициент, зависящий от почвы и типа строения (для деревянных домов 1,1).
Теперь остается подставить все значения в формулу: S > 1,2 х 185 000 / 1,1 х 2,5 = 80 727 см2. Округляем до 80 000 и делим на 10 000 мм = 8 м². Проверяем: лента нашего фундамента общей длиной 30 м и шириной 0,5 м, поэтому 30 х 0,5 = 15 м². Будущий фундамент подходит под наш расчетный дом с запасом 85%.
Считаем количество раствора V= h х b х l, где:
- V – объем раствора в м³;
- h – высота (м);
- b – ширина (м);
- l – длина ленты (м).
Подставляем значения: 1,6 х 0,5 х 30 = 24 м³. Столько раствора потребуется для ленты 9 х 6.
Расход материала для армирования
Просчитать предварительное количество материала важно. Расход зависит от общей площади фундамента и S здания
Ленточный фундамент имеет нестандартную геометрию: его длинна в десятки раз больше глубины и ширины. Из-за такой конструкции почти все нагрузки распределяются вдоль ленты. Самостоятельно бетонный камень не может компенсировать эти нагрузки: его прочности на изгиб недостаточно. Для придания конструкции повышенной прочности используют не просто бетон, а железобетон — это бетонный камень с расположенными внутри стальными элементами — стальной арматурой. Процесс закладки металла называется армированием ленточного фундамента. Своими руками его сделать несложно, расчет элементарный, схемы известны.
Количество, расположение, диаметры и сорт арматуры — все это должно быть прописано в проекте. Эти параметры зависят от многих факторов: как от геологической обстановки на участке, так и от массы возводимого здания. Если вы хотите иметь гарантированно прочный фундамент — требуется проект. С другой стороны, если вы строите небольшое здание, можно попробовать на основании общих рекомендаций все сделать своими руками, в том числе и спроектировать схему армирования.
