Как правильно сделать ленточный фундамент своими руками?

Правила расчета и проектирования

https://youtube.com/watch?v=KfuZJmkqwDI

До составления проекта и определения вида фундамента следует ознакомиться со строительной документацией. В ней описаны правила для расчета и содержатся таблицы с необходимыми коэффициентами.

Основные документы:

1. ГОСТ 25100-82 «Классификация грунтов».
2. ГОСТ 27751-88 «Наружность строительных конструкций и оснований».
3. СП 13113330.2012 «Строительная климатология».

План расчетов для строительства:

• произвести необходимый расчет общего веса конструкции (включая крышу, перекрытия и бытовые установки);
• на вес дома указывают материалы, используемые при постройке.

Для определения нагрузки на основание следует суммировать показатели такие как:

• нагрузка снега;
• полезная нагрузка;
• нагрузка, которую создают элементы конструкции.

Для определения нагрузки снега необходимо использовать следующую формулу: Снеговая нагрузка=S крыши Х массу снежного покрова Х на коэффициент составляющий угол наклона крыши.

Далее необходимо рассчитать допустимую нагрузку. К ней относят:

• проживающих в здании людей;
• бытовые приборы;
• мебель;
• печи.

Формула подсчета = S конструкции +180 м2.

На заметку!Для вычисления параметров необходимо использовать математический и метод маркетинговых расчетов на рынках строительных материалов.

Математический метод состоит из:

1. Определить длину, ширину и высоту элементов.
2. Умножить полученные данные на данные об объеме.
3. Узнать удельный вес строительных материалов.
4. Узнать массу каждого элемента постройки по формуле: Масса 1 части постройки = V части х удельный вес изготовленных материалов.
5. Узнать массу под фундамент. Для этого следует сложить результаты всех частей конструкции.

Маркетинговый расчет ведут с помощью данных Интернета, СМИ. Удельный все необходимо суммировать. В основном такие данные имеют конструкторы предприятий. Зная точные параметры можно вычислить показатели ленточного фундамента. Необходимо проводить экспертизу почвы перед проектировкой.

Материалы, используемые для строительства ленточного фундамента

Чтобы возвести монолитное основание под дом, могут понадобиться такие материалы:

• портландцемент;
• чистый речной песок;
• щебень;
• осколочная порода;
• арматура, сделанная из крепкой стали;
• битый кирпич;
• вода.

Конечно, не все эти компоненты используют при замесе одной порции раствора. Многое определяет результат, которого необходимо добиться. Если нужно обустроить ленточное основание под здание сложной конфигурации, смешивают цемент, щебень и речной песок.

Бутобетонное основание подходит для песчаных грунтов. В его состав входят крупные камни, цемент и песок. Для глинистой почвы вариант проигрышный.

Добавление в массу кирпича требуется для заливки оснований, находящихся под или над землей. Также кирпичный фундамент годится для возведения цокольной части. Кирпич нельзя применять в местности с суровым климатом, он быстро испортится и дом может осесть. Кирпичный раствор защищают гидроизоляционным материалом. Его рекомендуется применять при строительстве каркасного дома с тонкими настенными конструкциями, сделанными из кирпича.

Многоэтажки строят исключительно на плитных или блочных бетонных основаниях. Их изготавливают на заводе и транспортируют на строительную площадку в готовом виде.

Покупая бетон, важно выбрать вещество необходимой марки. Выбор марки зависит от таких параметров:

• масса постройки, которая приходится на основание;
• вес здания плюс основания;
• разновидность применяемого армирования;
• вид грунта;
• климат конкретной местности.

Для заливного фундамента ленточного типа покупают бетон марок:

• М100 – подходит для обустройства подушки из бетона;
• М200 – выдержит легкие постройки (бани, сараи, щитовые дома);
• М300 – незаменим при заливке основания под дом из дерева или строения, сделанные из легких блоков;
• М350 – хороший и надежный выбор для строительства 1-2-этажных зданий.

Оставшиеся марки бетона есть смысл купить, если проект предполагает возведение геометрически сложных строений и работу на стройплощадке в регионе с суровым климатом.

Расчет ленточного фундамента для частного дома

Глубина заложения. Подошву заглубленного ленточного фундамента чаще всего располагают на глубине околов 200 мм ниже промерзания грунта; при наличии подвала нижний край стен должен находиться на 200-300 мм ниже уровня подвала.

Что касается мелкозаглубленных ленточных фундаментов, то минимальная глубина их заложения варьирует в зависимости от нормативной глубины промерзания грунта.

Для Московской области оптимальной глубиной для мелкозаглубленного фундамента будет предел 0,75 — 1 м.

Высоту надземной части фундамента рекомендуют принимать равной его ширине, умноженной на 4. Нежелательно, чтобы надземная часть была по высоте больше подземной.

Ширина ленты фундамента – важнейшая характеристика, требующая инженерного расчета и зависящая от несущей способности грунта. За счет ширины фундамента регулируется распределение удельной нагрузки здания на грунт. По нормативам она должна составлять не более 70% от несущей способности (расчетного сопротивления) подлежащего грунта на единицу его площади.

Для расчета ширины определяется суммарная нагрузка (вес здания в килограммах), это значение делится на длину фундамента (в сантиметрах) и несущую способность грунта (в кг/см2). Ориентировочные значения расчетного сопротивления разных типов грунта можно узнать из СНиП 2.02.01-83 (СП 22.13330.2010) «Основания зданий и сооружений».

Дом на ленточном фундаменте

Общий вес здания складывается из веса всей постройки и ее обстановки плюс снеговая и ветровая нагрузка.

При подсчете «мертвого» веса здания суммируется вес следующих его элементов: наружных стен и внутренних перегородок вместе с отделкой и утеплителем, перекрытий со стяжкой (если она есть), теплоизоляцией и напольным покрытием, фронтонов, стропильной системы, кровельного пирога. Окна и двери обычно не учитываются. Понятно, что для такого расчета необходимо иметь уже готовый проект дома и расчет требуемого количества строительных и отделочных материалов.

Для определения веса обстановки дома можно воспользоваться расчетным значением полезной нагрузки на перекрытия жилого дома из СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2010) «Нагрузки и воздействия» – это 195 кг/м2. Данные по снеговой и ветровой нагрузке для каждого региона приведены в этом же документе, при этом в расчет фундамента закладывается 30% от значения ветровой нагрузки по СНиП.

Эти цифры суммируются и умножаются на коэффициент запаса прочности, равный 1,3.

Важно помнить, что фундамент по ширине не может быть меньше опирающейся на него стены.
На практике минимальная ширина фундамента одноэтажного дома с мансардой на грунтах с хорошей несущей способностью составляет около 30 см; для двухэтажного коттеджа минимальная допустимая ширина начинается с 50 см, а для просторного загородного дома высотой 2-3 этажа – с 65 см.

Ленточный фундамент

Рекомендации по использованию столбчатых фундаментов

Схема усиления фундамента.

Какой бы фундамент вы ни выбрали, нужно, прежде всего изучить основные рекомендации по его применению. И столбчатый фундамент для дома не является исключением.

Прежде всего нужно отметить несколько моментов в пользу использования столбчатого основания. Так, если стоимость фундаментов других распространенных типов составляет порядка 15-30% от общей стоимости дома, то стоимость столбчатого основания обычно не превышает 18%.

Столбчатые основания по трудозатратам и расходу материалов примерно в 1,5-2 раза экономичнее своих ближайших конкурентов – ленточных. Помимо этого, грунты основания под отдельно установленными опорами работают гораздо лучше, если сравнивать с теми же сплошными ленточными, в результате чего и осадка под ними при условии равных давлений на грунт намного меньше, чем у ленточных. Уменьшение величины осадки позволяет соответствующим образом повысить давление на грунт до 25% и, как результат, снизить общую площадь основания под дом.

Наиболее опасными силами, которые действуют на фундамент малоэтажных частных домов, являются силы морозного пучения. Именно поэтому практически все приводимые варианты строительства фундаментов рассматриваются с точки зрения возможности их возведения на пучинистых грунтах. Считается, что при строительстве на пучинистых грунтах фундамент нужно закладывать на глубину, которая должна быть ниже, чем расчетная глубина сезонного промерзания почвы. Но для малонагруженных оснований небольших зданий силы пучения, как правило, превосходят общую нагрузку от дома, которая действует на фундамент, в результате чего и происходят разнообразные деформации.

Схема заливки фундамента.

Ввиду этого при проведении строительства на пучинистых грунтах домов без подвальных помещений лучше сооружать незаглубленные или мелкозаглубленные фундаменты. К мелкозаглубленным относятся фундаменты, глубина заложения которых составляет 0,5-0,7 нормативной глубины промерзания. К категории незаглубленных относятся такие фундаменты, глубина заложения которых составляет 400-500 мм и составляет в среднем треть или половину глубины промерзания.

В условиях большой глубины промерзания в пучинистых грунтах высокую эффективность показывают либо столбчатые анкерные железобетонные монолитные конструкции. На такие основания несущественно влияние сил морозного пучения, оказывающих воздействие на боковую поверхность, т.к. столбы выполняются с минимальным поперечным сечением. Если фундамент возводится из мелких блоков, кирпича, камня, монолитного бетона без армирования, его стены нужно делать сужающимися кверху. Это дает возможность существенно сэкономить материал и максимально эффективно распределить нагрузку, поступающую от стен.

Какой бы фундамент вы ни выбрали, всегда есть условия, при которых его не рекомендуется использовать. В случае со столбчатыми фундаментами противопоказания следующие:

• в слабых грунтах и горизонтально подвижных грунтах, т.к. их конструкция характеризуется недостаточной устойчивостью к опрокидыванию. Для нейтрализации бокового сдвига необходим жесткий железобетонный ростверк, устройство которого сведет на нет экономию денег на разнице между стоимостями ленточного и столбчатого оснований;
• не рекомендуется использовать их на слабонесущих грунтах (просадочные породы, торф, водонасыщенные глинистые и пр.);
• обычно не используются при строительстве зданий с тяжелыми стенами (кирпичные стены толщиной более 51 мм, железобетонные типовые блоки и плиты).

В случае если вы ограничены во времени или бюджете на строительство дома, то решение в пользу столбчатого фундамента тоже лучше пересмотреть. Если при ленточном основании цоколь образуется, словно сам по себе, то в условиях столбчатого заполнение пространства между столбами основания и стеной сложное и весьма трудоемкое занятие.

Помимо всего прочего, лучше не применять столбчатый фундамент под дом в зонах с резким перепадом высот (от 2 м и больше).

Предназначение и достоинства

Ленточные конструкции используют для монолитного, бетонного, каркасного сооружений. Эффективен для жилых помещений, бань, заборов. Многие выбирают это тип для строительства сооружений на участке, имеющем уклон, с различным грунтом, который приводит к усадке, на песчаной или суглинистой почве.

Закладка ленточного фундамента целесообразна:

• если плотность стен выше 1300 м/кг;
• при строительстве тяжелых зданий.

При использовании ленточного фундамента бывают положительные и отрицательные моменты. Достоинства основы:

1. Невысокая стоимость обусловлена небольшим количеством использованных строительных материалов.
2. С помощью основы в виде ленты можно обустроить гараж или цоколь дома.
3. Нагрузку дома можно распределить на всю площадь основания.
4. Материалы могут быть использованы при конструировании дома (дерево, камень, бетон).
5. Нет необходимости изъятия земли на всей площади строения.
6. Выдерживает увеличенные нагрузки.
7. Короткие сроки постройки. Основное время уходит на копку траншей и установку опалубки.
8. Несложная конструкция.
9. Технология, используемая давно.

К недостаткам относят, что работа сложная, несмотря на кажущуюся простую конструкцию. При установке на сырой почве может возникнуть проблема с гидроизоляцией.

На заметку!Не стоит использовать на почвах с подземными водами.

Надежная конструкция зависит от армирования (усиление оснований из бетона с помощью стальной арматуры). Перед тем как сделать ленточный фундамент своими руками, нужно выбрать его вид, посмотреть фото, как он выглядит.

Расчёт фундаментов

Теории расчётов осадок фундаментов

Для вычисления расчётных осадок фундаментов зданий и сооружений выбирают расчётную схему основания исходя из характера напластования грунтов, конструктивных особенностей сооружения и размеров фундамента. Существует более двухсот методов (теорий) расчёта деформаций оснований, все они имеют свои достоинства и недостатки, вот некоторые из них:

1. метод линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи H_с;
2. метод линейно деформируемого слоя конечной толщины (Егорова К. Е.), применяется в следующих случаях:
   1. если в пределах сжимаемой толщины H_c, определённой как для линейно деформируемого полупространства, залегает слой грунта с модулем деформации Е₁ ≥ 100 МПа и толщиной h₁ ≥ H_с (1 — (Е₂/Е₁)^1/3), где Е₂ — модуль деформации подстилающего слоя грунта с модулем Е₁ (пп. 7, 8 );
   2. ширина (диаметр) фундамента b ≥ 10 м и модуль деформации грунтов основания Е₁ ≥ 10 МПа.

   Примечание. По схеме линейно деформируемого пространства осадка фундамента может быть определена и методом эквивалентного слоя по Н. А. Цытовичу

3. метод эквивалентного слоя грунта (Цытовича Н. А.)
4. метод послойного суммирования — точность прогноза осадок понижается с увеличением площади фундаментов и глубины отрываемого котлована.

Общие теории

Расчёт фундаментов для зданий и сооружений начинается с выбора типа фундаментов. Прежде всего требуется определить геометрию (размеры) фундаментов, исходя из их устойчивости и прочности применяемых материалов, для этого нужно выполнить следующие условия:

Установить глубину заложения подошвы фундамента, зависящую от следующих факторов:

1. расчётной глубины промерзания грунтов;
2. технологических решений;
3. конструктивных решений (конструктивных особенностей подземной части сооружения: наличие или отсутствие подвала; отдельные фундаменты под колонны, ленточные под стены или сплошная монолитная плита под всё сооружение; монолитные или сборные фундаменты и пр.);
4. геологических изысканий (характера напластования и состояния грунтов: просадочность, пучинистость и др.);
5. гидрогеологических изысканий (уровень грунтовых вод — УГВ);
6. массивности возводимого здания (два этажа или двадцать);
7. особых условий строительной площадки — сейсмичность района (в сейсмических районах принято в среднем заглублять до 10 % всего здания исходя из опыта проектирования и указаний государственных нормативов);
8. наличия построенных зданий и сооружений вблизи, подземных коммуникаций и др.;
9. рельефа местности (горная местность или пологая равнина).

Примечание. Минимальная глубина заложения фундаментов составляет 0.5 м от уровня планировки, в несущий инженерно-геологический элемент — ИГЭ — 0.2 м. Устанавливать фундаменты желательно выше УГВ, если это возможно, на одной отметке, особенно в сейсмоопасных районах, и на один и тот же ИГЭ.

Определить размеры фундамента:

1. выполнить сбор нагрузок на фундаменты и на основание под ними — N (вертикальная нагрузка), M (опрокидывающий момент), Q (сдвигающая сила);
2. принять предварительную площадь подошвы фундамента А и его размеры в плане (b×l) исходя из принятого значения R (см. п. 5.6.7 СП 22.13330.2011), определив давление по подошве фундамента ρ (p = N / A) и сравнив его с реальным значением R для выбранных размеров фундамента;

расчёт прочности материала фундамента

1. выполнить расчёт фундаментов на продавливание (вычислить толщину подушки фундаментов);

расчёт основания при необходимости

1. расчёт песчаной подушки (для искусственного основания);
2. расчёт глубинного уплотнения и т. д.;
3. проверить прочность слабого подстилающего слоя, если это требуется по результатам оценки инженерно-геологических условий;

расчёт конечной осадки фундамента

1. выполнить расчёт величины конечной осадки s фундамента (и сравнить её с предельно допустимой величиной абсолютной осадкой s_maxU);
2. расчёт осадок двух близко расположенных фундаментов.
3. расчёт абсолютных осадок;
4. расчёт средней осадки;
5. расчёт относительной осадки.

Примечание. Сравнение полученных расчётом осадок с предельными, приведенными в СНиП, и решение вопроса о необходимости устройства осадочных швов, либо изменении типа и конструкции фундаментов.

Вычислить величины различных видов деформаций оснований (расчёт устойчивости фундамента)

1. расчёт фундаментов на опрокидывание (отрыв подошвы фундамента допускается обычно не более 1/4 площади, зависит от каждого конкретного случая, например, для фундаментов эстакад отрыв подошвы фундамента не допустим);
2. расчёт фундаментов на сдвиг;
3. расчёт фундаментов на относительную разность осадок, относительный прогиб, выгиб, крен фундамента или сооружения, закручивание.