Как правильно рассчитать ленточный фундамент – конкретный пример

Расчет ленточного фундамента состоит из двух основных этапов – сбора нагрузок и определения несущей способности грунта. Соотношение нагрузки на фундамент к несущей способности грунта определит требуемую ширину ленты.

Целесообразность применения

Прежде чем рассматривать вопрос о том, когда и где лучше применять основание данного типа, не мешало бы разобраться что такое столбчато-ростверковый фундамент, что он собой представляет и когда все-таки выгоднее использовать именно его.

В основе данного типа фундамента лежат оперные столбы (сваи или железобетонные конструкции), для того чтобы равномерно распределить нагрузки от будущей постройки все опоры связывают в одну конструкцию при помощи ростверка, который укладывается в верхней части основания.

Если на участке строительства преобладают слабые почвы: песчаные, супесчаные глинистые, то здесь наиболее эффективно использовать именно столбчато-ростверковый фундамент. Благодаря нему сваи или столбы можно погрузить на максимальную глубину, что позволит избежать залегания опоры в ненадежных и неплотных грунтах.

В условиях, где грунты обладают большой глубиной промерзания, устройство бетонного фундамента обойдется слишком дорого, поэтому на таких участках также предпочтительнее использовать в качестве опор столбы с ростверком.

В качестве опор могут применяться сваи, столбы из железобетона, дерева и металла. Два последних варианта используют крайне редко и только для легких хозпостроек. Наиболее часто для опор столбчато-ростверкового основания используют железобетонные.

Характеристика столбчатого основания

Частота установки столбов составляет 150-250 см, иногда бывает и реже, но тогда понадобится более мощный монолитный или сборный ростверк из различных материалов, включая бетон, железобетон, металл или дерево.  

Столбчатый фундамент своими руками лучше подходит:

  • для постройки не тяжелого строения без цоколя;
  • к кирпичному дому, когда нужна основа с глубоким заложением, поскольку здесь сплошная основа неприемлема, как неэкономичная;
  • когда нужна меньшая осадка, нежели допускает ленточный фундамент;
  • при необходимости минимизировать негативное воздействие на основание, вызванное морозным пучением;

Минимальное сечение столбов определяется материалом, из которого они изготовлены:

  • бетонные и бутобетонные – 0,4 м;
  • каменные – 0,6 м;
  • кирпичные над поверхностью земли – 0,38 м, при наличии забирки – 0,25 м;
  • бутовые – 0,4 м.

Два варианта столбчатого фундамента.

Преимущества и недостатки столбчатого фундамента

Рассчитанные самостоятельно и обустроенные своими руками столбчатые фундаменты для каркасных домов и построек без подвальных помещений, не оказывающих сильного давления на грунт, просты в исполнении и относительно дёшевы.

Столбчатый фундамент — простой в монтаже и доступный по стоимости материалов

По отзывам опорно-столбчатые фундаменты обладают достаточно внушительным списком преимуществ:

  • Могут быть спроектированы, рассчитаны и построены самостоятельно, без привлечения специальной техники и специалистов.
  • Могут быть устроены практически на любых почвах (исключая те, где возможны процессы пучения или имеются высоко расположенные грунтовые воды).
  • Могут быть расположены на участках с заметными перепадами по высоте (и даже на склонах холмов).
  • Не требуют подготовительных работ по выравниванию ландшафта.
  • Могут быть возведены в кратчайшие сроки (максимальное время постройки столбчатого фундамента с нуля – 2 недели).
  • Не нуждаются в сложной и дорогостоящей гидроизоляции.
  • Прочность и долговечность конструкции (возведённый со тщательным соблюдением технологии работ столбчатый фундамент может прослужить более полувека).
  • Относительная низкая итоговая стоимость.
  • Армирование столбчатого фундамента осуществляют с помощью стальных прутков

    При этом недостатков у столбчатых фундаментов всего два:

  • Не предназначены для тяжёлых строений из кирпича и многоэтажных зданий.
  • Исключено создание подвальных помещений.
  • Определение требуемой ширины подошвы («подушки») ленточного фундамента

    Требуемая ширина подошвы определяется отношением расчетного сопротивления основания к линейно распределенной нагрузке.

    Ранее мы определили погонную нагрузку, действующую в уровне подошвы фундамента – 7925кг/м. Принятое сопротивление грунта у нас составило 2,15кг/см2. Приведём нагрузку в те же единицы измерения (метры в сантиметры): 7925кг/м=79,25кг/см.

    Ширина подошвы ленточного фундамента составит: (79,25кг/см) / (2,15 кг/см2)=36,86см.

    Ширину фундамента обычно принимают кратной 10см, то есть округляем в большую сторону до 40см. Полученная ширина фундамента характерна для легких домов, возводимых на достаточно плотных суглинистых грунтах. Однако по конструктивным соображениям в некоторых случаях фундамент делают шире. Например, стена будет облицовываться фасадным кирпичом с утеплением толщиной 50мм. Требуемая толщина цокольной части стены составит 40см газобетона + 12см облицовки + 5см утеплителя = 57см. Газобетонную кладку на 3-5см можно «свесить» по внутренней грани стены, что позволит уменьшить толщину цокольной части стены. Ширина подошвы должна быть не менее этой толщины.

    Типы столбчатого фундамента, материалы и особенности

    В зависимости от глубины расположения основания столбчатые фундаменты делятся на следующие виды:

    • Незаглубленные — глубина их заложения составляет в среднем от 0,3 до 0,5 глубины промерзания почвы в данной местности.
    • Малозаглубленные — к ним относят основания зданий, заложенных на глубине равной 0,5—0,7 глубины промерзания согласно нормам.
    • Заглубленные, основание которого опускается на уровень промерзания грунта и ниже.

    Изготавливают опоры столбчатого фундамента из различных материалов. На выбор определенного вида материала влияет,в первую очередь, вес возводимого здания.

    Для столбов может использоваться:

    • бутовый камень или камень-плитняк, имеющий средние размеры, причем нужно подбирать материал для опор одних параметров;
    • красный кирпич хорошего обжига, так как материал низкого качества может быстро разрушиться;
    • комбинация бетона и бутового камня;
    • монолитный железобетон;
    • блоки из железобетона и бетона; трубы из асбестоцемента или металла, заполненные бетонной смесью;
    • древесина твердых пород.
    Читайте также:  Забивные сваи: разновидности и тонкости монтажа

    Для обеспечения устойчивости здания и длительной его эксплуатации опоры при сооружении фундамента должны выдерживать значительную нагрузку, что возможно лишь при определенных габаритах. Размеры каждого столба, глубина их заложения, количество столбов, места расположения, а также расстояние между соседними столбами являются расчетными. Определенно не стоит в данном случае применять метод «на глаз», лучше воспользоваться помощью профессионалов или специализированных программных инструментов.

    По конструкции столбчатый фундамент сооружают монолитным (из железобетона), комбинированным (трубы из асбестоцемента или железа, залитые раствором) или сборным из отдельных элементов (кирпич, камень или готовые блоки). Кроме того, возводят фундамент подобного типа, используя готовые столбы из железобетона или дерева.

    К особенностям монолитного столбчатого фундамента относятся: использование в качестве основного материала бетонна; трудоемкость из-за соблюдения технологии сооружения столбов; необходимость обустройства опалубки и использования арматуры; надежность, долговечность и прочность конструкции.

    Img by OakleyOriginals — flickr

    Сборный столбчатый фундамент менее трудоемкий и возводится с использованием штучных элементов. Такой фундамент широко использовался в прошлом, он отличается следующими параметрами: значительным сокращением сроков сооружения основания; необходимостью проведения гидроизоляционных работ. Кирпичный фундамент применяется довольно редко из-за сложности возведения и способности кирпича впитывать влагу, разрушаясь под ее воздействием. Поэтому часто используется комбинированный вариант, при котором нижняя часть опор, находящаяся в земле, отливается из монолитного бетона, а верхняя возводится из кирпича. Фундамент из бетонных блоков менее подвержен разрушению под действием влаги, но впитывает ее, поэтому нуждаются в проведении гидроизоляционных мероприятий. Кладку из блоков выполняют с обязательной перевязкой швов, а для усиления прочности в пустоты устанавливают металлические стержни и заполняют их раствором.

    Особенности комбинированного столбчатого фундамента: сокращение сроков строительства основания; не требуется точно соблюдать глубину заложения всех опор, так как этот параметр корректируется.

    Img by Ashley Basil — flickr

    Фундамент из труб, применяющихся в качестве столбов, напоминает свайный, но характеризуется меньшей глубиной заложения.

    Характерные черты возведения фундамента из готовых столбов: увеличение скорости сооружения; снижение трудоемкости выполнения работ. Для этой технологии применяются опоры из древесины или железобетона.

    Под дома из дерева, особенно возводимые по каркасной технологии, можно устанавливать столбы из древесины хвойных пород или дуба, обработанные специальным составом от гниения.

    Для того чтобы увеличить устойчивость опор и исключить их горизонтальное смещение, верхние торцы столбов соединяются между собой металлическими балками, швеллером или монолитной конструкцией из железобетона, называемой ростверком. В зависимости от климатических условий и рельефа местности его нижняя часть может быть заглубленной в траншею, располагаться на уровне земли или иметь зазор между почвой и поверхностью фундамента. Чтобы защитить стены от неблагоприятного воздействия грунта и влаги на столбчатом фундаменте сооружают цоколь.

    Разновидности по материалу

    Существует множество материалов, из которых можно построить основания, различающиеся по несущей способности, долговечности и степени устойчивости к внешним факторам.

    В частном строительстве могут быть реализованы такие проекты:

    Разновидности по материалу
    • Столбчатый монолитный фундамент. Представляет собой единую железобетонную конструкцию, состоящую из опущенных в грунт стержней, соединенных по верху непрерывной лентой. Для нижней части сооружения используется водостойкая смесь, тогда как для верхней можно применять более дешевую.
    • Кирпичный фундамент. Считается наиболее простой в выполнении технологией, не требующей крупных затрат и привлечения тяжелой техники. Кирпич используется только обожженный глиняный. Кроме этого, необходимо надежное и устойчивое основание.
    • Блочный. Используются блоки различного размера, от самых мелких до стандартных ФБС. Лучше выбирать блоки, которые соединяются в шипы и пазы. Такая конструкция исключает их взаимное смещение под воздействием вертикальных нагрузок.
    • Бутобетонный. Этот вид фундамента отличается достаточной прочностью, но не может быть установлен на неустойчивых грунтах и на склонах. Прочность достигается сцеплением граней камней, глиняных кирпичей и керамических осколков, зафиксированных цементным раствором.
    • Деревянный. Деревянные опоры используются крайне редко в силу ограниченной прочности и недолговечности. Чтобы продлить срок службы, материал обрабатывается антисептиком, пропитывается олифой, креозотом или другими водоотталкивающими средствами. Перед опусканием в скважину бревно дополнительно смазывается битумом и оборачивается рубероидом.
    • Асбестовые трубы. Сами по себе трубы выполняют функции опалубки и гидроизоляции. После установки и выравнивания трубы в отверстии проводится армирование и заливка цементного раствора. Выступающие из земли фрагменты периодически очищаются от грязи и гнили, затем окрашиваются.
    • Металлические сваи. Винтовые изделия используются на слабом грунте, когда устойчивые слои залегают на значительной глубине. Вкручивание проводится вручную или механическим способом. После установки излишек металла срезается, в полость заливается бетонный раствор, приваривается оголовок.
    Читайте также:  Что такое опалубка? Описание, особенности, виды и применение опалубки

    При строительстве зданий могут использоваться опоры разных типов и размеров. Выбор делается после проведения исследования грунта и расчета предполагаемых нагрузок по точкам.

    Расчет проекта

    Никакое строительство не может быть начато без проекта, включающего в себя такие разделы:

    • изыскательский;
    • архитектурно-планировочный;
    • конструктивно-строительный;
    • инженерно-коммуникационный;
    • экономический;
    • строительно-организовочный;
    • набор исполнительно-разрешительной документации.

    Заказывать все эти части самостоятельно, а потом собирать их в единый документ, дающий право на начало строительства, вряд ли представляется целесообразным. План столбчатого фундамента Для выполнения всех требующихся законодательством процедур обычно обращаются в специализированные организации, располагающими штатом из проектировщиков, архитекторов, дизайнеров, обмерщиков, сметчиков, лиц (часто с юридическим образованием), взаимодействующих с органами государственной власти и строительного надзора для оперативного и ускоренного решения возникающих вопросов и проблем.

    Проект каркасного дома на столбчатом фундаменте, созданный в трехмерной программе

    Хорошо, если эта организация в своем составе имеет производственные бригады, непосредственно занимающиеся строительством на площадке. Тогда при наличии существенной скидки владельцу участка останется заказать работу «под ключ» и спокойно дожидаться когда его в соответствии со сроками заключенного договора призовут принимать готовый дом.