Ширина стены монолитного фундамента

Расчет ширины ленточного фундамента

Монолитные и сборные фундаменты ленточного типа являются наиболее распространенными в малоэтажном строительстве. Это объясняется оптимальным соотношением надежности, несущей способности и финансовых затрат на строительство.

От чего зависит оптимальная ширина ленты

Размеры поперечного сечения ленточного фундамента определяются проектным расчетом и зависят от таких факторов как:

• тип грунта на участке застройки;
• глубина промерзания почвы;
• уровень залегания грунтовых вод;
• расчетный вес здания с учетом снегового покрова;
• ветровые нагрузки на стены и кровлю;
• материал, из которого будет возводиться основание.

Для сбора исходных данных приходится использовать справочную литературу, проводить гидрогеологические изыскания на участке.

Нормативные документы

Ширина ленточного фундамента, прежде всего, привязана к несущей способности грунта. Для плотной устойчивой почвы достаточно добавить по 70-100 мм с каждой стороны от толщины стены для получения оптимальной ширины ленты. А вот при неплотном и рыхлом грунте ее необходимо значительно увеличивать — в некоторых случаях она может достигать 900 мм.

Чтобы избежать большого расхода бетона или каменных материалов, применяют составные конструкции из широкой бетонной опоры внизу и верхней части ленты, ширина которой зависит от толщины стен. Основная проблема широких ленточных фундаментов заключается в невозможности их применения на подвижных пучинистых почвах и при высоком уровне грунтовых вод.

Нормативных документов, которые следует использовать при выполнении расчетов, три:

• СНиП 2.01.07-85 – Нагрузки и воздействия;
• СНиП 2.02.01-83 – Основания зданий и сооружений;
• СП 131.13330.2012 – Строительная климатология.

В первом изложена методика расчета фундамента. Во втором приведены стандартные требования к фундаментным конструкциям. В третьем указана глубина промерзания грунта по климатическим зонам для большинства крупных населенных пунктов.

Минимальная ширина

Методика расчета размеров сечения ленты определяет не конкретное числовое значение ширины, а величину, меньше которой она быть не должна. Реальное основание обычно на 10-20% больше, а минимальная ширина ленточного фундамента нужна для определения оптимального значения ширины и снижения расходов на строительство.

Иногда, при плотном устойчивом грунте и получении в расчетах минимальной ширины фундамента 200-250 мм, применяют компромиссный вариант. Строят нижнюю часть узкой, а верхние 300-400 мм определяют толщиной стен. Такой способ можно часто увидеть при строительстве легких бань, веранд и хозяйственных построек.

Максимальная ширина

В указанных выше нормативных документах понятие максимальной ширины фундаментной ленты отсутствует. Проектный расчет ширины ленточного фундамента должен быть направлен на обратное – определение оптимальных размеров с целью снижения финансовых затрат.

Однако, есть один важный нюанс, который следует учесть при строительстве зданий с обустройством подвала. В этих случаях ограничение максимальной ширины фундамента существует. Оно связано с весовым давлением на грунт и зависит от длины каждой отдельной стены, а также материала, из которого она сделана.

Для стен длиной до 3 метров фундаментная подошва должна быть не более:

• бетонный монолит – 400 мм;
• бетонные фундаментные блоки – 500 мм;
• бутобетон – 600 мм;
• кирпич полнотелый – 750 мм;
• бутовый камень – 800 мм.

Если стены длиной более 3 метра, то максимально допустимая ширина составляет:

• железобетонный монолит – 500 мм;
• бетонные фундаментные блоки – 600 мм;
• бутобетон – 800 мм;
• кирпич полнотелый – 900 мм;
• бутовый камень – 1000 мм.

Эти данные не являются нормативным требованием и взяты из практических наблюдений строителей. Поэтому их следует учитывать при расчетах, но не принимать за безусловные.

Какие данные потребуются для расчета

Кроме климатологических показателей региона, гидрогеологической структуры грунта и определения материала фундаментных стен, для разработки проекта требуется определить полный вес постройки, несущую способность грунта и длину стен.

Определение нагрузки от здания

Весовая нагрузка на ленточный фундамент определяется по простой формуле:

М+П+С+В, где:

• М – мертвая масса здания, включающая вес всех строительных конструкций и элементов, в том числе фундамента;
• П – полезная нагрузка или вес всего, что будет находиться внутри постройки и создавать давление на перекрытия;
• С – максимально возможная масса снегового покрова зимой и в начале таяния;
• В – ветровое давление на стены и кровлю.

Полученный расчетный результат следует умножить на коэффициент 1,2-1,25, обеспечивая 20-25% запаса прочности конструкции ленточного фундамента.

Несущая способность или сопротивление грунта

Этот показатель приводится в нормативной литературе и определяется ГОСТ 25100-95 «Классификация грунтов». Для наиболее распространенных типов почвы он составляет (в кг/см 2 ):

• суглинок – 1,5-2,8;
• глина сухая плотная – 1,6-3,0;
• песок мелкозернистый – 2,2-3,4;
• среднезернистый – 2,5-3,6;
• супесь – 2,6-3,6;
• песок крупных фракций – 3,6-4,6;
• гравий, щебень, галька – 5,1-6,5.

На показатель сопротивления весовым нагрузкам также влияет влажность, текучесть и пористость почвы, которые приходится учитывать при подготовке расчетных данных.

Пример расчета ширины подошвы под ленточный фундамент

Определение размера опорной фундаментной подошвы производится по формуле:

Ширина = масса здания : длина стен : сопротивление грунта

Предположим, что первоначальные расчеты при сборе данных показали:

• здание из газобетонных блоков с учетом полезной, снеговой и ветровой нагрузки создает весовое давление 165800 кгс;
• общая длина фундаментной ленты в доме 10 х 8 метров с одной поперечной перемычкой составляет 44 метра или 4400 см;
• грунт – сухая плотная глина с несущей способностью 1,9 кг/см 2 .

На основании этих показателей выполняем расчет ширины ленты для дома из газобетона:

165800 : 4400 : 2,1 = 19,83 см, округляем до 20 см

Получается, минимальная ширина ленты может быть равна 20 см. Однако, толщина газобетонных блоков 300 мм и фундамент должен выступать за края стены как минимум на 5 см. Следовательно, оптимальная ширина подошвы будет равна 400 мм, что обеспечит двойной запас прочности конструкции. К слову, полный просчет ленточного основания представлен тут, а вопрос оптимальной глубины заложения ленты рассмотрен здесь.

Усредненные значения ширины ленты для различных типов построек

Как показывают результаты эксплуатации здания, средняя ширина монолитного ленточного фундамента, в зависимости от типа грунта и размеров постройки, составляет:

Бани, веранды, гаражи, сараи и другие легкие хозяйственные постройки:

• на плотном грунте и глине – 250 мм;
• суглинки – 300 мм;
• песок и супеси – 350 мм;
• рыхлый песок, насыпные грунты – 450 мм.

Ширина ленты фундамента для одноэтажного дома из газобетона и легких каркасных зданий:

• плотный грунт и сухая глина – 300 мм;
• суглинки – 350 мм;
• крупно- и среднезернистый песок и супеси – 400 мм;
• рыхлый песок, плохо уплотненный насыпной грунт – 450 мм.

Под кирпичный дом высотой до двух этажей:

• плотные типы грунта – 500 мм;
• супеси и слежавшиеся пески – 600 мм.

Для строительства тяжелых домов на рыхлых, пучинистых и неустойчивых грунтах от ленточного основания лучше отказаться и подобрать другой тип основания. Однако, сначала обратитесь за консультацией к опытному специалисту. Не исключается, что в ваших расчетах есть ошибка.

Источник

Сколько должна составлять толщина плиты фундамента и как правильно сделать расчеты показателя?

Толщину плитного фундамента рассчитывают на основании норм соответствующих сводов правил и СНиП.

Зная оптимальную величину параметра, застройщик может оставаться уверенным в прочности основания под строящееся сооружение, а также определить потребность в количестве бетона для плиты.

В статье расскажем о том, какой должна быть толщина фундамента из монолитной плиты, от чего зависит цифра и как сделать правильные расчеты.

От чего зависит показатель?

Плита в рассматриваемом случае представляет собой монолитное армированное основание под всей площадью сооружения.

Силовая конструкция состоит из принципиально значимых слоев:

1. уплотненной подушки из нерудных материалов;
2. теплоизолятора и гидроизолятора;
3. подбетонки, а также непосредственно бетонной плиты со вмурованным арматурным каркасом.

Толщина монолита определяет прочность и надежность основания и зависит от ряда параметров, в том числе:

• характеристик грунта под опорной площадью основания;
• глубины закладки силовой конструкции;
• проектных нагрузок, которые определяются конструктивными особенностями сооружения, условиями эксплуатации, климатическими условиями в регионе.

Профессиональные проектировщики учитывают все перечисленные факторы, для чего требуется доскональное понимание технологии и опыт в закладке плитных конструкций.

• толщины арматуры;
• промежутка между арматурными поясами;
• толщины бетона над и под арматурным каркасом.

Как правило, если сложить три указанных параметра, то получают значение толщины плиты в пределах от 0,2 до 0,3 м. Конечный показатель регулируют, учитывая особенности грунта, равномерность залегания пород и сложность конструкции будущего здания.

Помимо косвенной оценки, которую дают практикующие строители, согласно установленным нормам необходимо проверять выбранную толщину плиты относительно параметра – оптимальное удельное давление сооружением на грунт (подробнее в таблице).

Если давление, которое по проекту будет оказывать здание на грунт, будет отличаться от справочного значения не больше, чем на 25% в большую или меньшую сторону, то считают, что толщина плиты выбрана правильно.

Оптимальное значение распределенной нагрузки (кгс/см²) в зависимости от типа грунта
пластичные глины, супеси	0,50
плотные пески, суглинки	0,35
пески средней плотности, твердая глина	0,25

Минимальные цифры по СНИП, СП

Согласно действующим стандартам (СНиП 2.02.01-83 и СП 50-101-2004), минимальная высота всего фундаментной конструкции с учетом всех слоев будет равна не меньше 0,6 м, при этом минимальная толщина самой плиты – 0,10–0,15 м.

При условии соблюдения правил СНиП и СП, наименьшее значение параметра допускается использовать в том случае, если выбран бетон марки не ниже М300 с прочностью В22,5.

Для того, чтобы обеспечить необходимый резерв прочности, застройщик должен провести армирование плиты, что в конечном счете позволит фундаменту быть стойким к деформирующим воздействиям со стороны грунта.

Выбор необоснованно толстой плиты приведет не только к перерасходу материальных и трудовых ресурсов. Значительное давление со стороны дома вместе с монолитным фундаментом со временем будет сопровождаться проседанием конструкции в грунте.

Чрезмерно «легкое» давление, свою очередь, приведет к тому, что плита будет перемещаться при малейших подвижках грунта (например, при оттаивании земли весной), уменьшая эксплуатационный ресурс всей постройки.

Исходя из вышеизложенного следует, что в задачи проектировщика входит выбор минимальной допустимой толщины плиты в зависимости от типа грунта, суммарных нагрузок и других факторов.

Усредненные показатели для разных строений

Разброс допустимых значений толщины плиты монолитного основания достаточно невелик. В частном домостроении можно ориентироваться на следующие показатели:

Тип постройки	Толщина плиты, м
Легковесные постройки, садовые сооружения	0,10–0,15
Кирпичные туалеты, гаражи, бани	0,15–0,20
Одноэтажный каркасный, деревянный или пенобетонный дом	0,20–0,25
Одноэтажный дом из кирпича или бетона	0,25–0,30
Двухэтажный дом	0,30–0,35
Кирпичный дом или постройка из других тяжеловесных стройматериалов в несколько этажей	0,30–0,40

Приведенные в таблице значения позволяют оценить, как толщина плиты зависит от сложности и веса возводимого сооружения. Увеличивать толщину до 0,5 м нецелесообразно, поскольку конструкция потеряет основное преимущество «плавающей» плиты – возможность перемещения вместе с сезонными подвижками грунта. Точные показатели получают расчетным путем на этапе проектирования плитного основания.

Как рассчитать?

Самый простой способ расчета толщины плитного основания основан на суммирование трех параметров:

• промежутка между армирующими поясами;
• толщины прутьев;
• толщины защитного бетонного слоя вокруг каркаса (от 4 см)

Правила армирования железобетонных фундаментов регламентируются соответствующими параграфами в СНиП 52-01-2003 и СП 52-103-2007.

Более обоснованный расчет ведут по нагрузкам от будущего сооружения. Например, для легкой постройки сельскохозяйственного назначения будет достаточно плиты высотой 0,1 м, а для загородного дома – 0,2–0,3 м.

При этом нужно учитывать особенности сооружения. Например, длинный и узкий фундамент для дома с минимальным количеством внутренних перегородок будет подвергать изгибающим нагрузкам, в результате чего могут возникнуть трещины в фундаментной плите приблизительно посередине. Чтобы этого избежать, целенаправленно приращивают толщину монолита.

Исходные данные для расчета

Таким образом, чтобы определить толщину плиты, застройщик должен обладать следующей информацией:

• знать тип грунта и, как следствие, оптимальное значение распределенной нагрузки;
• знать конструкционные параметры будущего сооружения и типы задействованных материалов, чтобы рассчитать проектные нагрузки;
• выбрать оптимальную схему армирования для заданных условий, а именно: диаметр прутков, размер ячеек, расстояние между поясами и т.п.

Последовательность вычислений

Вычисления толщины плиты проходит по следующему алгоритму:

1. Определение суммарных нагрузок.
2. Расчет удельного давления на грунт методом деления общего давления на площадь основания. Размер плиты должен превышать габариты самого сооружения минимум на 10 см с каждой стороны.
3. Сравнение удельного давления на грунт с оптимальным табличным значением.
4. Полученную разницу в результате вычислений из п.3 компенсируют массой ж/б плиты фундамента.
5. Зная массу монолиту и плотность железобетона, определяют объем конструкции.
6. Находят искомую высоту плиты методом деления объема на площадь основания.

Анализ результатов

Если найденное по алгоритму, описанному ранее, значение высоты плиты находится в пределах от 0,2 до 0,35 м, то полученный результат считают оптимальным. Как правило, значение округляют до числа, кратного 50 в большую или меньшую сторону, и для надежности пересчитывают нагрузку, чтобы сравнить с рекомендованным справочным значением (разница не должна составлять больше 25%).

Если высота плиты больше 0,35 м, то у застройщика появляются основания предположить, что плита в заданных условиях – не самое экономически целесообразное решение и есть смысл рассмотреть варианты с ленточным или столбчатым основанием.

Снизить толщину монолита можно за счет конструирования ребер жесткости, которые предотвратят горизонтальное смещение чрезмерно легкого фундамента. В рассматриваемом случае не обойтись без расчетов, которые могут провести только высококвалифицированные специалисты.

Если толщина плиты менее 0,1–0,15 м, то, вероятнее всего, проектное сооружение является слишком массивным для плитного фундамента и для участия в исследовании грунта и проектирования силовой конструкции нужно пригласить опытных специалистов.

Пример расчета

Заданные условия:

• дом 2 этажа площадью 6 на 9 м;
• стены из газосиликатных блоков;
• несущая перегородка – одна;
• толщина стен – 0,3 м;
• высота сооружения – 5,5 м;
• высота фронтона – 1,0 м;
• крыша – кровельная черепица;
• несущий слой – глина (справочное удельное давление – 0,25 кг/см 2 ).

В первую очередь находят общий вес сооружения, а именно:

• суммарная площадь всех стен (с фронтонами и перегородками, но без проемов окон и дверей) — 182 м², а их общая масса 182 × 180= 32 760 кг;
• площадь монолитного перекрытия за вычетом лестничного проема

50 м². Тогда общая масса будет равна 50 × (500 + 210) = 35 500 кг;

площадь чердачного перекрытия — 54 м 2 , тогда масса 54 × (150 + 105) = 13 770 кг;

эксплуатационная нагрузка 1-го этажа – 54 × 210 = 11 340 кг;

площадь крыши — 71 м 2 , тогда масса вместе с весом снежного пласта 71 × (30 + 100) 9 230 кг;

общая масса строения, полученная суммированием результатов предыдущих вычислений (102 600 кг).

Массы рассчитывают исходя из габаритов и удельного веса использованных строительных материалов (справочная информация).

Далее, исходя из условий проекта, находят площадь монолита (54 м²) и делят на нее суммарный вес дома:

До рекомендованного удельного давления для грунта не хватает 0,06 кг/см 2 . Находят массу плиты, умножая полученное значение на площадь основания, которое переводят в квадратные сантиметры:

Находят объем плиты, делением массы на плотность железобетона:

Определяют искомую высоту делением объема на площадь основания:

Для заданных условий можно рассмотреть два варианта, когда высота плиты будет равной 0,2 или 0,25 м. В первом случае ее масса составит 27 000 кг, а значит вместе с фундаментом здание будет оказывать давление, равное:

Разница с рекомендованным значением составит:

Полученный результат удовлетворяет проектным условиям и позволяет сэкономить на количестве бетона, поэтому принимают высоту плиты равной 0,2 м.

Заключение

Толщина плиты фундамента является важным показателем, поскольку от него зависит прочность и надежность всей конструкции.

Значение параметра будет варьироваться в коротких пределах, как правило, от 0,15 до 0,35 м, но во много определяться такими факторами, как вес конструкции, тип грунта, схема армирования и т.д. Поэтому, чтобы построить крепкий дом на плитном фундаменте, нужно со всей ответственностью отнестись к расчету толщины железобетонного монолита.

Источник