Расчёт фундамента под дом

Часто приходится рассчитывать фундамент. Целью расчётов могут стать различные данные. Например, можно выполнить расчёт, который покажет, подходит ли планируемый фундамент заданными размерами под дом, который планируется построить, при учёте того, что грунт имеет определённую несущую способность.

Ленточный мелкозаглубленный фундамент

Можно провести и другой, обратный расчёт, то есть тот который показывает какой площадью опоры должен обладать фундамент, чтобы грунт со своей несущей способностью мог выдержать постройку того или иного веса.

Существует и третий вид расчёта, который показывает, сколько нужно затратить строительного материла для его возведения.

Произведём расчёт фундамента под дом, который имеет целью выяснить, какой ширины должен быть ленточный фундамент.

Исходные данные

Пусть строится ленточный фундамент, который будет полностью монолитным бетонным. Высота фундамента под дом равна 1,5 метра, его длина, то есть общая протяжённость равна 30 метрам. Ширина фундамента не известна, её требуется найти.

Стены возводятся из пеноблоков. Каждый блок имеет следующие размеры:

Длина равна 60 сантиметров;
Ширина равна 30 сантиметров;
Высота равна 20 сантиметров.

Стены кладутся блоком на ребро. Строение имеет прямоугольную форму. Длина большей стены равна 10 метрам, длина меньшей стены равна 5 метрам.

Высота равна 3 метрам. Пол и перекрытие выполняются монолитными бетонным с толщиной отливной части 0,15 метра. На устройство крыши затрачено порядка 5 кубических метров сосны. Всего израсходовано 100 листов шифера по 26 килограмм.

Расчёт: делаем сами

Итак, при обычном расчёте, то есть на несущую способность грунта, вычисляется масса всей постройки, в нашем случае это сделать невозможно, так как мы не знаем ширину фундамента под дом, а соответственно и вычислить его массу без этого параметра не получится. Тогда поступают следующим образом.

Расчёт ширины подошвы ленточного фундамента под дом проходит в самом начале так же, как и обычный расчёт, разница только в последних действиях, то есть:

Определение типа грунта;
Расчёт массы постройки без фундамента;
Расчёт ширины фундамента под дом с учётом, того, что давление должно быть меньше, чем несущая способность грунта;
Уточнение ширины фундамента под дом и расчёт давления на грунт, учитывая массу фундамента;
Внесение корректировок по необходимости.

Определение типа грунта

Строительство ленточного фундамента

Для более точного определения типа грунта следует обратиться в соответствующие службы, однако это стоит не малых денег, да и время на это уйдёт не меньше. Поэтому уже давно есть несколько проверенных способов, которые помогают определить тип грунта самостоятельно.

Итак, для определения типа грунта следует на участке вырыть яму, которая будет иметь глубину такую, на какую планируется закладывать фундамент. Со дна ямы берём пригоршню грунта и пытаемся скатать её в шар. Дальше производим простое движение, сдавливая шар между ладоней. Теперь делаем выводы:

Если шар рассыпался на мелкие куски, но шар всё же получилось сделать, то это супесь. По степени влажности можно сказать, какая это супесь – увлажнённая или сухая.
Если шар сделать получилось, а при надавливании на него по краям образовались трещины, значит это суглинок. По степени влажности можно сделать вывод о том, какой это суглинок - увлажнённый или сухой;
Если шар сделать получилось, а при надавливании на него образовалась ровная без трещин лепёшка, то это глина. По степени влажности можно также определить, и какая это глина – увлажнённая или сухая;
Если не получилось скатать шар, то это песок. По размеру зёрен определяют тип грунта, как крупнозернистый песок и мелкозернистый.

Теперь, когда тип грунта определён, то можно легко узнать, какую он имеет несущую способность, то есть, какое максимальное давление он способен выдержать без просадки.

Вот приведены некоторые типы грунтов:

Крупнозернистый песок имеет коэффициент сопротивления 5;
Песок средней крупности имеет коэффициент сопротивления 4;
Мелкозернистый песок с малой долей влажности имеет коэффициент сопротивления 3;
Мелкозернистый песок с большой долей влажности имеет коэффициент сопротивления 2;
Сухая супесь имеет коэффициент сопротивления 2,5;
Увлажнённая супесь имеет коэффициент сопротивления 2;
Сухие суглинки имеют коэффициент сопротивления 2;
Увлажнённые суглинки имеют коэффициент сопротивления 1;
Сухая глина имеет коэффициент сопротивления 2,5;
Увлажнённая глина имеет коэффициент сопротивления 1.
Ленточный фундамент - один из самых распространенных вариантов фундаментов

Некоторые из этих коэффициентов относятся к обычной плотности грунта. Если же грунт сильно уплотнён, то коэффициенты немного другие:

Крупнозернистый песок имеет коэффициент сопротивления 6;
Песок средней крупности имеет коэффициент сопротивления 5;
Мелкозернистый песок с малой долей влажности имеет коэффициент сопротивления 4;
Мелкозернистый песок с большой долей влажности имеет коэффициент сопротивления 3;
Сухая супесь имеет коэффициент сопротивления 3;
Увлажнённая супесь имеет коэффициент сопротивления 2,5;
Сухие суглинки имеют коэффициент сопротивления 3;
Увлажнённые суглинки имеют коэффициент сопротивления 3;
Сухая глина имеет коэффициент сопротивления 6;
Увлажнённая глина имеет коэффициент сопротивления 4.

Допустим, у нас получилась сухая супесь с коэффициентом 2,5.

Определение плотности грунта

Определение плотности грунта заключается в сравнении массы объёмов грунта между собой. Для этого нужно вырезать 1 кубический дециметр грунта и взвесить его в таком состоянии. После этого нужно взять столько же по массе грунта, но уже в обычном состоянии, то есть в рассыпчатом.

Следует учесть, что массы должны быть максимально одинаковы. Дальше замеряем объём второй пробы. И делим его на 1 кубический дециметр. В результате должно получиться значение близкое к единице. Чем ближе это значение к единице, тем выше плотность грунта.

Расчёт массы постройки без фундамента

Когда с типом грунта и с его несущей способностью определились, нужно найти полную массу постройки, но без фундамента.

Вязка арматуры

Начнём со стен. По условию у нас есть длина стены в 10 и 5 метров. Высота их равна 3 метрам. Сказано, что блок кладётся на ребро, значит, площадь одного блока равна:

0,6*0,3-0,18 квадратного метра. То есть именно такую площадь имеет боковая сторона блока, которая образует плоскость стены.

Теперь узнаем, какова площадь стен:

5*3+5*3+10*3+10*3=90 метров квадратных.

Теперь зная общую площадь стен и площадь одного блока можно без труда посчитать количество затраченных блоков:

90/0,18=500 блоков.

Так как те блоки, которые лежат на углах образуют и одну плоскость стены и вторую, то следует их отнять из общего числа. Однако при строительстве нередко бывают потери в строительном материале, поэтому можно считать, что эти две цифры исключают друг друга из расчётов.

Теперь можно определить массу стен, как количество блоков, умноженное на массу одного блока, которая равна 30 кг:

500*30=15000 килограмм.

Дальше стоит вычислить массу пола. Сказано, что он залит слоем бетона в 0,15 метра. Это значит, что такой пол имеет собственный фундамент, поэтому на фундамент дома он не оказывает никакого давления. Однако если он держится на общем фундаменте, то его расчёт производится исходя из объёма. Его объём будет равен:

Такой фундамент - гордость любого строителя!

0,15*5*10=7,5 квадратных метров.

Зная плотность бетона, которая в среднем равна 2500 килограмм на метр кубический, можно посчитать массу такого пола:

7,5*2500=18750 килограмм.

Дальше определим массу перекрытия. По условию оно такое же, как и пол, значит, и масса его будет такой же, то есть 18750 килограмм.

Дальше определим массу крыши, которая состоит из двух частей – покрытия и каркаса. Сказано, что для устройства крыши затрачено 5 кубических метров сосны, которая имеет плотность в 800 килограмм на метр кубический, значит масса каркаса равна:

5*800=4000 килограмм.

Масса покрытия определяется, как количество листов шифера, умноженное на массу одного листа:

100*26=2600 килограмм.

Теперь найдём суммарную массу всей постройки без фундамента:

15000+18750+18750+4000+2600=59100 килограмм.

Расчёт ширины фундамента

Несущая способность определяется, как общая масса, делённая на площадь опоры. Нам нужно выразить площадь опоры. Она будет определяться, как общая масса, делённая на коэффициент сопротивления, то есть получим:

59100/2,5=23640 квадратных сантиметров.

Теперь зная длину фундамента под дом можно высчитать ширину фундамента, как:

23640/3000= 7,88 сантиметров. Такая ширина должна быть фундамента, чтобы выдержать постройку с данными параметрами, но без учёта самого фундамента под дом.

Уточнение ширины фундамента

расчет ширины подошвы ленточного фундамента под дом

Каркас под ленточный фундамент

Теперь найдём массу такого фундамента. Сказано, что его высота равна 1,5 метра, тогда объём находится, как:

23640*150=3546000 сантиметров кубических, или 35,5 кубических метров. Тогда его масса равна, 35,5*2500=88750 килограмм.

Теперь рассчитаем, какой должен быть фундамент под дом, чтобы выдержать этот вес, как:

88750/2,5=35500 сантиметров квадратных. Это получилась площадь опоры. Зная длину фундамента, можно рассчитать его ширину, как:

35500/3000=11,83 сантиметра.

Теперь прибавим к этой ширине величину 7,88*1,5, получим:

11,83+1,5*7,88=23,65 сантиметра, округлим до 24 сантиметров.

Теперь выполним проверку, на способность грунта выдержать всю массу строения с такой площадью опоры. Для этого рассчитаем массу фундамента с такой шириной, считая, что он бетонный.

Сначала найдём его объём, как длину, умноженную на ширину и высоту, получим:

30*0,24*1,5=10,8 метров кубических.

Зная среднюю плотность бетона, которая равна 2500 килограмм на метр кубический, можно найти массу такого фундамента, как плотность, умноженная на объём, получим:

2500*10,8=27000 килограмм.

Дальше следует найти общую массу всего строения, как сумма двух масс, то есть дома без фундамента и самого фундамента:

59100+27000=86100 килограмм.

Теперь можно определить, какое давление оказывает такая масса на фундамент с рассчитанной площадью опоры, как вся масса, делённая на площадь опоры, получим:

86100/72000=1,19 килограмм на сантиметр квадратный. Здесь площадь опоры посчитана, как ширина фундамента, умноженная на длину, выраженную в сантиметрах, то есть 24*3000=72000 сантиметров квадратных.

Внесение корректировок в размеры фундамента

Так как мы получили давление в 1,19 килограмм на сантиметр квадратных, а грунт способен выдержать всего 2,5 кг, то никаких корректировок вносить не требуется. Мы нашли оптимальную ширину фундамента.

Общий вывод

Расчет фундамента под дом - важная задача, которая требует серьезного подхода

По итогам вычисления стало известно, что ширина фундамента должна равняться 24 сантиметров. но на самом деле хватило бы и меньше. При подсчёте ширины нужно было к цифре 11,83 прибавлять 7,88, а не 7,88*1,5. Однако, тогда бы мы получили ширину в 19,71 сантиметров, а это меньше, чем сторона блока, которая равна 20 сантиметрам, поэтому такой фундамент не годится. Но, если стены возводятся из кирпича, и такая ширина будет устраивать, то правильнее складывать именно эти два числа, то есть ширину фундамента, которая необходимо для постройки без учёта самого фундамента, и ширину фундамента, которая необходима для самого фундамента.

Так же следует заметить, что при расчётах массы постройки не были учтены внутренние перегородки и различные стены, которые основой имеют пол, и тоже оказывают давление на фундамент, так же не была учтена и масса мебели и проживающих в доме людей. Это связано с тем, что постройка, как правило, имеет не строго прямоугольную форму, а имеет ещё и стены внутри здания. В этих стенах оборудуются различные ниши, такие как окна и двери. Поэтому если учитывать и вес мебели, то придётся вычитать вес всех ниш в стенах.

Так же при расчётах часто высчитывают нагрузку, которую создаёт снежный покров. Принято, что на одном метре квадратном создаётся давление в 100 килограмм.

Ещё один момент, о котором не следует забывать при расчёте массы, это армирование фундамента. Его очень часто применяют при устройстве любого типа фундамента, поэтому требуется из объёма фундамента вычитать объём арматуры и умножать на плотность железа, которая существенно выше плотности бетона.

Учитывая все эти особенности и следуя предложенной методике, строительство фундамента под дом расчет его параметров становятся простыми и правильным.