Толщина фундамента: вычисляем сами

Решение по параметрам фундамента принимается на основе некоторых показателей, которые характеризуют не только саму постройку, но и окружающую местность.

Перевязка арматуры в фундаменте

В самом обычном случае решение по фундаменту принимается из предположения того, что почва является усредненной неувлажнённой.

В проекте, уже готовом со всеми расчётами, точно указывается и толщина всего фундамента, и глубина заложения, и так далее. Зависят такие показатели от характера почвы и условий гидрогеологии, то есть от уровня грунтовых вод, характера почвы, глубины её промерзания при больших морозах и так далее.

Чтобы определить характер почвы нужно вырыть яму с показателями:

• Длина должна быть более метра;
• Ширина должна быть более метра;
• Глубина от 2,5 до 3 метров.

Чтобы определить содержание в почве глинистых частиц, нужно немного земли насыпать в стакан с водой до половины стакана.

Дальше необходимо дать этой смеси настояться. После чего просто останется замерить слои: слой, который снизу – это чистая почва, слой , который сверху – это глинистые породы. После измерения слоёв нужно просто выяснить их соотношение между собой.

Нужна вся эта процедура по определению глинистости для того, чтобы избежать неприятностей при дальнейшем строительстве и эксплуатации постройки. Всё дело в том, что глинистая почва имеет свойство разбухать от влаги, что может привести к изменению несущей способности фундамента.

Заливка ленточного монолитного фундамента

Также несущая способность и водопроницаемость глинистых пород изменяется и при изменении в них примесей песка и гравия.

Оптимальным грунтом под фундамент можно назвать суглинистые породы, которые имеют очень не высокую влажность, то есть практически сухие породы.

Также неплохим вариантом будут супеси, которые также находятся в сухом состоянии, если же они сырые, то они приходят в подвижное состояние.

Типы грунтов

По этим причинам нужно тщательно выбирать почву, на которой строить, а на основе этого определить и нужную толщину фундамента.

Пучащиеся грунты

В пучащихся грунтах, в которых уровень грунтовых вод более двух метров от максимальной глубины промерзания, фундамент следует закладывать на глубину равной глубине промерзания умноженного на 0,75, но эта цифра не должна быть меньше 70 сантиметров.

Песчаный грунт

По размеру зёрен песчаные грунты делят на:

• Гравелистые;
• Крупные;
• Средние;
• Мелкие;
• Пылеватые.
  

  Армирование ленточного фундамента

Пылеватые и мелкие пески не могут служить надёжной опорой для фундамента, а особенно если в них есть примесь глины или ила. Вот крупнозернистые пески в меньшей мере подвержены пучению, имеют малую водопоглощаемость, поэтому такие грунты служат отличной основой.

Если грунтовые воды протекают на глубине от 2 метров от уровня промерзания, то уровень заложения фундамента равен примерно 6,5 метрам.

Если уровень грунтовых вод находится на достаточно близком расстоянии от поверхности земли, то фундамент нуждается в дополнительной защите, например, его расширении, использовании свайной конструкции и так далее.

Торфянистая почва

Такая почва не может быть хорошим основанием для фундамента. Это связано с тем, что торфянистые грунты имеют большой процент влажности.

Виды фундамента и его размеры

На практике в большинстве своём применяют два основных типа фундамента – это ленточный, или сплошной и столбчатый. Ленточные фундаменты лучше использовать при неглубоком его заложении, а также в тех случаях, когда стены постройки будут выполнены из тяжелых материалов.

Как правило, в пучащихся грунтах для того, чтобы экономить средства, траншею заполняют сначала песком, затем слоем щебня и слоем гравия. Каждый слой при этом обильно поливается водой и утрамбовывается. Высота такого псевдофундамента не должна превышать половины высоты основного фундамента.

В зависимости от толщины стены можно найти и толщину фундамента. Но стоит отметить, что она не должна быть меньше 35 сантиметров.

Для того, чтобы снизить просадку фундамента путём снижения давления на грунт, его снизу утолщают. Делается это с помощью возведения двух-трёх ступеней.

Высота таких ступеней должна быть в пределах от 30 до 40 сантиметров, а ширина порядка 15-25 сантиметров. Обрез фундамента нужно устроить выше уровня земли.

Устройство фундамента

Обычно в частном строительстве применяют следующие типы ленточного фундамента:

• Бутовые;
• Кирпичные;
• Бутобетонные;
• Бетонные;
• Монолитные;
• Сборные.

Для бутовых и бутобетонных ленточных фундаментов толщину выбирают примерно на 10 сантиметров шире, чем стена. Такие фундаменты возводятся из гранита, песчаника, который очень плотный. Уступ по высоте должен иметь не менее 2 рядов кладки.

Для кладки используют составы растворов:

• Для маловлажных грунтов применяют цементно-известковый состав, который состоит из 1 части цемента марки не ниже М400, 2,1 частей известкового теста, 15 частей песка;
• Для влажных пород применяют те же компоненты, но в соотношении 1к0,7к8;
• Для насыщенных грунтов – 1 к 6 без известковой смеси.

Перед укладкой первого ряда на основание заливается раствор толщиной около пяти сантиметров. Потом сверху нужно уложить камни и плотно спрессовать их.

При возведении бутобетонного фундамента заполнительным материалом может быть камень, щебень, кирпич, кирпичный бой и так далее.

В том случае, если стены фундамента полностью вертикальные, а глубина не превышает одного метра, то на дно траншеи кладут уплотнитель, то есть цементный раствор, толщиной порядка пяти сантиметров, на него укладывают один из вышеперечисленных заполнителей.

Если слоёв несколько, то через каждые 15-20 сантиметров их нужно разделять слоем цементного раствора.

В свою очередь каждый слой нужно проливать жидким цементным раствором. Если высота фундамента больше метра или ширина котлована больше ширины самого фундамента, то по его сторонам ставят деревянные щиты, которые служат в роли опалубки. Снимать её можно только после двух недель при жаркой погоде.

Толщину сборных фундаментов определяют сборные элементы, например, блоки. Они могут иметь в толщину 30, 40,50, и 60 сантиметров.

Толщина фундамента зависит даже от того, на каком грунте его укладывают

Блоки следует укладывать с перевязкой швов по вертикали. Для того, чтобы расширить подошву применяют армированные бетонные плиты. В этом случае минимальная толщина плитного фундамента будет равной 60 сантиметрам.

Так как редко, где можно встретить плиты меньшей толщины. При этом расчет толщины плиты фундамента производится на основе данных о стенах, грунте и так далее.

Вторым типом фундаментов является столбчатые фундаменты. Такой фундамент гораздо экономичнее ленточного. Его можно применять, когда стены здания будут возводиться из относительно лёгких строительных материалов.

Расстояние между столбами не должно превышать 2-2,5 метров. Это касается углов и мест пересечения стен. Когда столбы готовы, то наверх необходимо уложить железобетонные плиты или перемычки.

Такие перемычки называют рандбалками. На них будут располагаться стены постройки. В свою очередь столбы могут возводиться из камня, кирпича, могут быть бутобетонными или бетонными.

По общей классификации их также делят на монолитные и сборные.

Если столбы делают из кирпича, то следует применять только красный, хорошо обожжённый кирпич. Минимальная толщина столбов для фундамента равна 50 сантиметрам.

Однако есть и исключения. Например, если возводится одноэтажный каркасный дом, то можно делать толщину столба равную 38 на 38 сантиметров для углового, и 38 на 25 сантиметров для промежуточного столба.

Минимальная толщина столбов, а соответственно и самого фундамента, которые выполнены из бутового камня составляет порядка 60 сантиметров в обе стороны.

Для того, чтобы выполнить монолитный столб, необходимо сделать опалубку, или специальный котлован. Бетон должен иметь плотность порядка 1,8 тонны на метр кубический, то есть быть очень тяжёлым. Минимальная ширина для такого фундамента равна 40 сантиметрам в обе стороны.

Установка опалубки

В качестве перекрытия на столбы кладут рандбалки, которые могут выполняться из сборного или монолитного железобетона. Для того, чтобы обеспечить свободную осадку рандбалок при том, что здание даёт общую осадку, а также с целью предохранения от грунтового пучения, под балки насыпают песчаный слой толщиной порядка 25-50 миллиметров.

Расчёт ширины фундамента

Процесс расчёта складывается из нескольких этапов:

• На первом этапе следует определиться с типом грунта, как это сделать говорилось немного выше;
• Дальше по специальной таблице нужно определить, сколько можно дать нагрузку на один сантиметр квадратный столба, который стоит на разных грунтах.

Дальше следует определить пористость грунта. Для этого нужно аккуратно вырезать десятисантиметровый кубик земли и взвесить его.

Нужно его измельчить и определить объём с помощью мерного стакана. Дальше применяют следующие формулы: А=1-Р1/Р- Р1=П/В0-Р=П/В1.

В этих формулах Р и Р1 – объёмный вес земли в естественном и уплотнённом состоянии, П- вес одной единицы объёма грунта, В0 и В1 – объёмы грунта в естественном и уплотнённом состояниях.

И теперь опять по специальной таблице выбираем сопротивление грунта. Например, супеси имеют сопротивление 3 килограмма на сантиметр квадратный с коэффициентом 0,5.

Третьим этапом нужно рассчитать вес постройки, которая будет располагаться на этом фундаменте.

Далее, учитывая несущую способность того грунта, где стоит постройка, можно рассчитать количество столбов, а точнее шаг, с которым они должны устанавливаться. Так же это поможет вычислить и сечение каждого столба.

Например, из таблицы можно взять следующие данные

Деревянные или каркасно-панельные стены, толщина которых равна 15 сантиметров оказывает давление примерно 40 килограмм силы на метр квадратный.

Важно возводить фундамент по правилам, иначе не успев заселиться в дом, придется осуществлять ремонт основания

Один квадратный метр стены, изготовленной из ячеистых блоков плотностью 600 килограмм на метр кубический, оказывает давление примерно в 120 килограмм силы на метр квадратной.

Таким образом, рассчитываем полный вес стен и по другой таблице смотрим нагрузку от перекрытия. Например, цокольное железобетонное перекрытие оказывает нагрузку в 300-500 килограмм силы на метр квадратный фундамента.

Опять подсчитываем полную нагрузку от всего перекрытия. Затем вычисляем таким же образом нагрузку от крыши. После этого расчёта необходимо все получившиеся массы сложить и получить суммарную массу всего дома, или постройки.

Когда вес найден, то можно прибавить к нему вес отделки и мебели. Дальше просто делим весь вес на количество столбов и получим массу, которая приходится на один столб. После этого делим массу на площадь опоры одного столба.

Например, пусть получилась масса на один столб около 10000 килограмм. Пусть столб имеет квадратное сечение со стороной примерно 1 метр. Тогда его площадь опоры составит 1 умноженное на 1 – 1 квадратный метр, то есть 10000 квадратных сантиметров.

 Из этих расчётов не трудно вычислить вес на один квадратный сантиметр грунта под столбом, то есть 10000 разделить на 10000, и получим ровно 1 килограмм на сантиметр квадратный.

Затем смотрим из таблицы в первом пункте, какой несущей способностью обладает тот грунт, на котором стоит постройка. Если она меньше этой цифры, то следует увеличить площадь столба или количество столбов, если же она больше, то значит, все данные фундамента выбраны верно.

Расход цемента

При расчётах массы дома допускается не учитывать вес внутренней отделки и мебели, ровно так же, как и людей, находящихся в доме. Это связано не с тем, что этот вес мал, а с тем, что при расчёте массы стен не учитывались проёмы, то есть двери, окна, арки и так далее.