Фундамент считается экономично запроектирован если

Как сэкономить на строительстве фундамента: 4 практичных решения

• 

На фундамент в общей смете строительства приходится 15-20%, и желание максимально снизить расходы более чем объяснимо. В этой статье мы рассмотрим несколько относительно экономичных оснований для дома

Разумеется, фундамент дома не выбирают, как товар по акции. Чтобы определиться с его типом, нужно учесть множество факторов — тип грунта на участке, уровень подземных вод, глубину промерзания почвы, общую нагрузку от стен. И все же можно сделать некоторые обобщения.

Столбчатый фундамент

• 

Варианты столбчатого фундамента

Если стены дома будут легкими (деревянными или каркасными), и проект не предполагает наличие подвала, подойдет простейший столбчатый фундамент, то есть система независимых опор из бетона, кирпича, камня или фундаментных блоков.

Фундамент такого рода имеет массу достоинств, и основное — относительно низкая стоимость. При прочих равных он обходится в полтора-два раза дешевле ленточного. Для его закладки не нужна тяжелая строительная техника, и работы не отнимают много времени. А простоят такие опоры минимум полвека (разумеется, при строгом соблюдении технологии).

Но, говоря о достоинствах, мы должны упомянуть недостатки. Столбчатые опоры уходят в землю всего на 0,5–0,7 м, а это выше глубины промерзания. Значит, в холода на них будут действовать силы морозного пучения, заставляя двигаться вверх-вниз. Но поскольку столбики независимы и каждый «гуляет» сам по себе, некоторые из них уйдут слишком глубоко и перестанут подпирать стены. В этом — главный минус столбчатого фундамента.

Еще одна проблема — отсутствие цоколя. Впрочем, ее можно решить. Чтобы защитить подпольную зону от холода, влаги и прочих внешних воздействий, делают забирку — стену, объединяющую столбы. Возвести ее можно из кирпича, бетона или бутового камня, но разумнее всего использовать относительно дешевые листы ЦСП. Кирпичная забирка зачастую обходится дороже самого фундамента, сводя экономию на нет.

Забирку из камня или кирпича нельзя связывать с опорами фундамента, так как из-за неравномерности осадки в ней могут образоваться трещины

Также стоит отметить, что столбчатый фундамент категорически противопоказан тогда, когда грунты на участке рыхлые, слабонесущие, и если высок уровень грунтовых вод. Еще одно противопоказание — ярковыраженный рельеф с сильными (2,0 м и больше) перепадами высот.

• 

Схема устройства столбчатого фундамента из блоков

Завершая тему, приведем конкретный пример создания опор из полнотелых бетонных блоков размером 20×20×40 см. Согласно предварительно сделанной разметке в почве выкапывают ямы, засыпают в них песок, пропитывают водой и трамбуют, чтобы добиться максимального уплотнения. Далее складывают на подготовленной подушке блоки, скрепляя их кладочным раствором. Толщина блоков должна быть равна толщине стен плюс 10–12 см.

Расстояние между сваями варьируется от 1,5 до 2,5 м (чем выше нагрузка, тем больше столбов и тем ближе друг к другу они должны стоять). И наконец, опоры укрывают столбы рулонным гидроизоляционным полотном, чтобы защитить от влаги нижнюю обвязку постройки.

Винтовой фундамент

Как мы видим, создание столбчатого фундамента не требует колоссальных усилий. Но еще проще соорудить винтовой. Это, пожалуй, наименее трудоемкий фундамент из всех существующих. При этом он способен держать на себе даже внушительную постройку из камня. Что же обеспечивает ему эти качества?

Сваи винтового фундамента не нужно строить. Они продаются уже готовыми к установке. Каждая представляет собой отрезок стальной трубы с лопастью, благодаря которой ее легко вворачивают в грунт. Установив опору на расчетную глубину, ее заливают бетоном (достаточно марки М300). После затвердевания смеси опора готова принимать нагрузку от стен. Работы можно вести в любое время года.

Чтобы конструкция была целостной, сваи объединяют при помощи швеллера, бруса, железобенного ростверка или же укладывают поверх монолитную бетонную плиту. Для фиксации ростверка на конец сваи приваривают оголовок.

Как мы видим, земляные работы в данном случае не нужны, а это — огромная экономия ресурсов.

При прочих равных винтовой фундамент обходится на 30–40% дешевле железобетонной «ленты» или монолитной плиты

У кого-то подобная конструкции может вызвать недоверие. Смогут ли вкрученные в землю «винты» нести на себе каменные стены? Как показывает практика, да. Приведем конкретный пример. Свая длиной 2,5 м, диаметром 108 мм, при толщине стенки — 4 мм, диаметре лопасти — 300 мм и толщине лопасти — 5 мм, способна выдержать нагрузку в 5 т. Если же дом деревянный, запас прочности будет просто огромным, ведь на каждую сваю ляжет нагрузка не более 2–3 т.

Отметим, что во время ввинчивания сваи почва не разрыхляется, а наоборот, уплотняется лопастью. Благодаря этому опоры прекрасно показывают себя на слабонесущих грунтах. Если же грунт неоднороден, сваи просто устанавливают на разную глубину, в зависимости от особенностей конкретного участка, а затем выравнивают верхушки по строительному уровню.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Для деревянного, каркасного, пенобетонного или иного «легкого» дома с подвалом или погребом подойдет малозаглубленный ленточный фундамент. Он почти не уступает в прочности заглубленному, но при этом обходится приблизительно на треть дешевле. Что объяснимо — погруженный в грунт на 0,3–0,5 м, а не на 1,5–1,8 м, он требует намного меньше трудозатрат и материалов. Еще один ощутимый плюс данного основания в том, что его можно использовать почти на всех грунтах, кроме разве что чрезмерно пученистых.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент лучше не оставлять ненагруженным на зиму. Это может привести к его деформации под воздействием сил морозного пучения

• 

Схема устройства мелкозаглубленного фундамента

Рассмотрим технологию создания малозаглубленной «ленты». Прежде всего, необходимо вырыть траншею расчетной глубины (которая обычно составляет 0,7 м) и засыпать на дно противопучинную подушку толщиной 0,3 м. При этом нижний слой 0,2 м делают из крупного песка, а верхние 0,1 м — из смеси песка со щебнем. Основание утрамбовывают, а потом покрывают водонепроницаемой пленкой. Она нужна для того, чтобы во время заливки смеси цементное молочко из бетона не просачивалось в песок.

Далее устанавливают деревянную опалубку и закрепляют с внутренней ее стороны листы рубероида. Тогда цемент не вытечет через щели между досками. Кроме того, эта мера заметно облегчит разборку опалубки и предотвратит порчу пусть и недорогого, но все же не бесплатного пиломатериала. Потом его можно будет использовать вновь.

Наконец, внутри опалубки устанавливают арматуру и заливают раствор. Спустя всего две недели на таком основании уже можно будет возводить стены.

Буронабивной фундамент

• 

Схема буронабивного фундамента

Самым надежным из всех относительно дешевых фундаментов является буронабивной. Он достойно несет на себе даже самые тяжелые каменные стены. Ни тип грунта, ни уровень грунтовых вод для него значения не имеют. Опоры закладывают ниже точки промерзания, так что силы морозного пучения на них не влияют.

Буронабивной фундамент требует земляных работ, но относительно небольшого объема. В точках, определенных проектом, строители бурят скважины, помещают внутрь арматурный каркас и заливают бетон. Если почва песчаная и может осыпаться в процессе, стенки скважины укрепляют при помощи рубероида или обсадной трубы. Последнюю после заливки можно извлечь или оставить. Второй вариант, пожалуй, предпочтительнее, так как прочность сваи при этом несколько повысится.

Облегчить и ускорить работу по бурению скважин может многофункциональный малогабаритный трактор. Он мобилен и не оказывает большого давления на грунт

После затвердевания раствора нужно создать ростверк — верхнюю часть фундамента в виде железобетонной или металлической балки или ленты. Она свяжет в одно целое все опоры и обеспечит равномерное распределение веса на них. Ростверк может лежать намного выше уровня грунта или же напротив, находиться под землей.

Отметим, что если дом опирается на буронабивной фундамент, нельзя связывать его с пристройками — террасой, верандой или крыльцом. Для них нужно возвести собственные основания, и оставить деформационный шов. Если этого не сделать, из-за разницы нагрузок на конструкцию (а крыльцо давит на фундамент намного меньше, чем дом) неизбежно возникнут деформации.

Источник

Как рассчитать фундамент под дом с помощью простых формул

В большинстве случаев, заливая фундамент под дом, застройщик не задумывается о расчете глубины его залегания, площади опоры и так далее. Как правило, мы закладываем фундамент как все, а весь расчет сводится к советам соседей по участку и фразам: «Мол, выдержит. Куда он денется?».

Такой подход не всегда бывает правильным, потому что даже на соседних участках бывают отклонения в характеристиках грунта. Ну а что бы не получилось так, что у соседа дом стоит целый, а у вас по всем стена пошли трещины, необходимо сделать хотя бы приблизительные расчеты.

Как правильно рассчитать стоимость фундамента под дом, я уж е рассказывал на конкретных примерах в одной из предыдущих статей. В этой статье поговорим о расчете размеров и свойств самого фундамента.

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

Зависимость выбора типа фундамента от вида грунта, хорошо описана в статье Фундамент под дом из пеноблоков на различных грунтах, а какие вообще бывают типы фундамента, для каких построек они предназначены, а так же об их достоинствах и недостатках, я рассказывал в статье Типы фундамента под дом в современном строительстве.

Грунт оказывает самое непосредственное влияние, как на тип фундамента, так и глубину его заложения.

Глубину заложения столбчатого или свайного фундамента рассчитывать не имеет смысла, как правило, столбы (сваи) закладываются ниже глубины промерзания на 30-40см, но обязательно на твердый грунт.

Плитный фундамент закладывается на глубину, зависящую исключительно от толщины монолитной плиты.

Остается разобраться с глубиной заложения ленточных фундаментов, в зависимости от типа грунта. Расчет заглубления такого фундамента производится на основании рекомендательной таблицы:

Расчет фундамента по несущей способности грунта (вычисляем необходимую площадь опоры)

Рассчитать фундамент по несущей способности грунта очень просто, несмотря на видимую сложность и большой объем. Весь расчет сводится к определению минимальной площади основания фундамента под дом, при которой грунт без проблем выдержит всю массу дома, но все же что бы не запутаться, давайте обо всем по порядку.

Сама формула для расчета минимальной площади основания фундамента выглядит следующим образом:

S > γn · F / (γc · R0)

γ c — коэффициент условий работы

γn = 1,2 — коэффициент надежности

F — нагрузка на основание (вес дома + вес фундамента + различные дополнительные нагрузки)

R0 — расчетное сопротивление грунта под основанием фундамента

S — площадь основания фундамента (см 2 )

Что это означает? Все просто, по формуле мы рассчитываем минимальную площадь опоры фундамента на землю, реальная площадь опоры должна быть больше расчетной, на сколько больше — зависит от желания и возможностей застройщика заложить запас по прочности.

Теперь давайте разберемся, где нам взять все эти страшные значения из формулы, чтобы рассчитать площадь основания фундамента.

Коэффициент условий работы γ _c

Коэффициент условий работы можно взять из этой таблицы:

Грунт	Тип грунта	Коэффициент
Пески	Крупные, нежесткие и жесткие длинные сооружения	1,4
	Мелкие, любые сооружения	1,3
	Крупные, жесткие длинные сооружения	1,2
Глина	Слабопластичная, нежесткие и жесткие короткие строения*	1,2
	Пластичная, нежесткой конструкции сооружения (деревянные), жеской конструкции длинные**	1,1
	Пластичная, жеская конструкция стен (кирпичные)	1,0

* — короткие строения у которых соотношение длины к высоте менее 1,5

** — длинные строения у которых соотношение длины к высоте более 4

Рассчетное сопротивление грунта под основанием фундамента R₀

Так как масса всего дома будет практически полностью опираться на грунт под основанием фундамента, необходимо знать расчетные сопротивления различных грунтов на глубине, равной глубине заложения фундамента.

Если фундамент планируется углублять на 1,5м и более, то расчетное сопротивление грунта можно взять напрямую из таблиц.

Таблица для гравийных грунтов и песков:

Очень часто у нас на участке встречаются глинистые грунты. Для глинистого грунта расчетное сопротивление можно взять из этой таблицы:

Эти табличные данные можно напрямую использовать, в случае заложения фундамента на глубину 1,5м и более. В случаях заложения фундамента на меньшую глубину, плотность грунта под подошвой фундамента будет отличатся, а значит и будет отличатся и расчетное сопротивление грунта.

Для того, чтобы рассчитать фундамент, заложенный на глубину менее 1,5м, воспользуемся простой формулой

R = 0,005*Ro *(100 + h/3)

Ro — значение из предыдущих таблиц

h — глубина заложения фундамента

Как рассчитать массу дома с фундаментом F

Конечно, рассчитать абсолютно точную массу всего дома будет практически не возможно, в течение года масса дома будет постоянно меняться. Так, например, зимой дом будет тяжелее из-за снега на крыше, который тоже, в конечном итоге, опирается на фундамент дома.

Но приблизительную массу дома, со всеми дополнительными нагрузками, рассчитать не составит труда, тем более что некоторые значения берутся приближенно с максимальным запасом.

Что учитывается при расчете массы дома

При расчете учитывается все, что опирается на фундамент, а именно:

• полная нагрузка конструкции, включающая в себя массу стен с отделкой, перекрытия, кровлю, а так же и сам фундамент
• максимальная нагрузка от находящихся в доме объектов, передающих вес на фундамент дома (лестницы, камины, объекты интерьера и т.д.)

Если у вас полы первого этажа будут залиты по грунту, их нагрузку можно не учитывать. Так же можно не учитывать нагрузку от объектов, находящихся на таком полу (мебель, люди и т.д.).

Определяем массу стен

Каждый строительный материал имеет свой удельный вес, измеряется он в килограммах на один кубический метр. Например, у железобетона удельный вес – 2500 кг/м3, это значит, что один кубический метр бетона весит 2500 кг.

В СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» в приложении №3 «Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций» вы сможете найти удельный вес основных строительных материалов, но эти СНиП 1979 года, с того момента на строительном рынке появилось множество совершенно новых материалов. В связи с этим, физически невозможно написать удельный вес для каждого, да и такой точный расчет для индивидуального жилого малоэтажного дома, где учитывается вес растворных швов, гвоздей, скоб и т.д. – нецелесообразен.

В интернете в свободном доступе вы без труда найдете удельный вес любого интересующего вас материала, ну а если вы уже на 100% решили, из чего будете возводить свой дом, то удельный вес можно уточнить у производителя или продавца.

Для приблизительных расчетов можно воспользоваться таблицей, где указан вес одного квадратного метра стены (не путайте с удельным весом), а вам необходимо будет только подсчитать общую площадь всех своих стен и умножить на значение из таблицы.

Таблица веса квадратного метра стены при толщине стены 15см.

Площадь стен считается вместе с оконными проемами, т.е. просто умножаем высоту стены на ее длину без вычета проемов. Это необходимо для запаса прочности в расчетах.

Рассчитываем удельный вес перекрытий

Для того чтобы не рассчитывать массу отдельно по каждому материалу для перекрытия, можно воспользоваться приближенной таблицей, в которой указан примерный удельный вес одного квадратного метра перекрытия, для того, чтобы рассчитать полный вес всего перекрытия, необходимо его площадь умножить на данные из таблицы.

В этой таблице уже учтена с запасом нагрузка от бытовых объектов находящихся на перекрытии, поэтому дополнительно считать, сколько весит ванна, а сколько холодильник – не требуется.

Расчет удельного веса кровли

Для расчета нагрузки от кровли, надо знать из какого она материала будет построена, а так же необходимо посчитать площадь крыши. Затем площадь крыши умножить на данные взятые из этой таблицы:

Кроме нагрузки самой кровли, на фундамент в зимний период будет так же действовать нагрузка создаваемая снегом.

Расчет снежной нагрузки в зимний период

Для расчета снежной нагрузки, нам понадобятся данные из прошлой формулы, а именно площадь крыши, которую необходимо умножить на данные из таблицы:

Расчет веса фундамента

Здесь все просто, необходимо рассчитать объем в кубических метрах всего фундамента, т.е. сколько бетона потребуется для заливки, с учетом цокольной части, а затем полученную цифру умножить на 2500.

Почему на 2500? Потому что у железобетона удельный вес составляет 2500 кг в одном кубическом метре.

Итоговый расчет веса всего дома

Теперь все данные необходимо сложить, т.е.:

• вес стен
• вес перекрытий
• вес кровли
• снеговую нагрузку
• вес фундамента

Пример расчета полной нагрузки дома на грунт:

Не волнуйтесь, если в ваших расчетах будут совершенно другие значения и в других пропорциях. В таблице приведены численные значения — взятые из головы (примерные). Не нужно опираться на них при своих расчетах.

Окончательный расчет минимальной площади подошвы фундамента под дом

Напомню формулу для расчета площади основания фундамента и приведем пример расчета простого фундамента:

γ_{n — коэффициент надежности для запаса прочности, постоянная величина равная 1,2}

R₀ — расчетное сопротивление грунта под основанием фундамента, берется из таблицы, для примера возьмем его равным 2,5

F — полная нагрузка дома, из последней таблицы возьмем примерно подсчитанную массу всего дома, у нас она равна150 000 кг

γ_c — коэффициент, зависящий от грунта и самого строения, взятый из таблицы вверху статьи, давайте для примера примем его равным 1,1

Теперь остается только подставить все значения в формулу:

S > 1,2 · 150 000 / _{1,1 · 2,5 =} 65 454 см 2

Давайте полученное значение округлим до 66 000 см 2 .

Не волнуйтесь, что получилось такое большое страшное значение, не забывайте, что это значение минимальной площади в см 2 , а чтобы перевести его в м 2 надо разделить на 10 000.

66 000 / 10 000 = 6,6 м 2

Что это означает? Все очень просто, площадь подошвы фундамента под дом должна быть не менее 6,6 м 2 . Больше — конечно можно. Даже желательно, чтобы было больше, как говорится — с запасом по прочности. Но меньше — ни в коем случае!

Для того чтобы рассчитать площадь основания ленточного фундамента, достаточно общую длину всей закладываемой ленты умножить на ширину. Т.е. допустим у вас длина всей ленты 50м, а ширина — 0,4м. Расчитаем площадь опоры фундамента на грунт умножив 50*0,4 = 20м 2 . Это говорит о том, что наш будущий фундамент подходит под наш расчетный дом с большим запасом, почти в три раза. А это, в свою очередь, означает, что можно уменьшить площадь опоры. Длину мы не уменьшим, скорее всего, а ширину вполне возможно.

При расчете столбчатого фундамента таким образом подбирают количество столбов, т.е. у нас известна площадь опоры одного столба, нам необходимо чтобы сумма площадей всех столбов была больше расчетной. И чем больше будет запас прочности, тем естественно будет лучше.

Подведем итог расчета фундамента

Как видите, очень много всего написано, но это не от сложности расчетов, а из-за множества различных типов грунтов, строительных материалов и т.д. Сам расчет заключается нахождении по таблицам значений и в подстановке их в формулу.

Конечно, это очень приблизительные расчеты, но они уже учитывают приличный запас по прочности, поэтому проделанной работы вполне хватит для того, чтобы рассчитать фундамент под частный дом малой этажности.

Источник