Тема 2. Проектирование фундаментов мелкого заложения. Фундамент мелкого заложения

Устройство фундамента мелкого заложения - как сделать правильно | Фундамент дома

Устройство фундамента мелкого заложения. Уменьшение глубины заложения фундаментов позволяет в ряде случаев сэкономить существенные средства. Устройство фундаментной плиты без заглубления и вовсе позволяет убить одним выстрелом двух зайцев – не связываться с рытьем котлована и возведением подземной части стен, а также получить прочное основание для устройства пола первого этажа.

Но, если всё так хорошо, почему фундаменты мелкого заложения до сих пор не вытеснили «обычные»?

Зачем вообще заглублять фундаменты?

В классическом случае глубина заложения фундаментов соответствует глубине промерзания грунта. По ссылке: http://rems-info.ru/dowloads/SP131.xlsb - можно бесплатно скачать калькулятор расчета глубины промерзания грунтов (города России и СНГ) с климатическими картами. В этом случае резко ограничено проникновение холода в подполье первого этажа, исключено пучинистое воздействие грунта на подошву фундамента. Напомним, что морозное пучение это свойство водонасыщенных мелкодисперсных (глинистых, суглинистых) грунтов набухать при замерзании.

Очевидно, что для устройства фундамента мелкого заложения необходимо решать два вопроса: нивелирование сил морозного пучения, утепление.

Нивелирование сил морозного пучения

В случае наличия на строительной площадке пучинистых свойств грунта для устройства фундамента мелкого заложения обычно рекомендуют устройство подсыпки не пучинистым материалом, изолирующей фундаменты. Данные рекомендации подробно описаны в ВСН 29-85 «Проектирование мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах».

Схема устройства изоляции фундамента от пучинистых грунтов.

Изоляцию фундамента следует выполнять по всей его поверхности, то есть не только снизу, но и по вертикальным граням.В качестве непучинистого грунта лучше всего применить песок крупной или средней зернистости. В условиях сезонного появления так называемой «верховодки» (грунтовой воды, выклинивающейся на поверхность) понадобится устройство дренажа вокруг здания во избежание заиливания противопучнистой подсыпки. В противном случае через несколько сезонов подсыпка может приобрести пучинистые свойства.

Утепление фундамента и отмостки

Утепление фундамента мелкого заложения является критически необходимым. Утепление позволит не только избежать проникновения холода из-под пола, но и исключить причину пучения. Последнее не возможно при плюсовых температурах.Граничная глубина промерзания грунта обуславливается не только температурой наиболее холодной пятидневки в регионе строительства, но и наличием расплавленной магмы в центре планеты. При отсутствии тепла глубоко под землей сезонное промерзание грунта было бы куда сильнее, вплоть до невозможности возникновения жизни на Земле. Это обстоятельство обуславливает прямую целесообразность утепления отмостки вокруг здания – оно не позволит промерзнуть грунту вокруг малозаглубленного фундамента и проникнуть под него.

Схема утепление фундамента и отмостки.

1-монолитный фундамент, 2-стеновая кладка, 3-основание пола, 4-песчаная подсыпка, 5-утеплитель, 6-гидроизоляция, 7-обратная засыпка, 8-отмостка.

В качестве утеплителя в данном случае допускаются только гидрофобные материалы, не впитывающие влагу и имеющие высокие прочностные показатели. Наилучшим образом из распространенных материалов подходит ЭППС – экструдированный пенополистирол, часто называемый «твердым пенопластом». Его можно закладывать даже под фундаментные плиты легких зданий.

Утепление пола и температурный режим

Основная сложность при устройстве фундаментов мелкого заложения заключается в поиске баланса между утеплением пола и температурным режимом в зимний период. Это критически важно для холодных регионов при наличии подвала.

При устройстве фундамента мелкого заложения необходимо исключить промерзание грунта не только под фундаментом, но и под полом.

Очень часто встречается мнение, что при утеплении отмостки и вертикальных граней подземной части здания утепление пола можно не выполнять, или выполнять небольшой толщиной. Якобы грунтовый массив, под зданием впитав в себя тепло, сам выполняет функцию утеплителя. Но представим себе ситуацию, когда по некоторым причинам построенный дом не вводится в эксплуатацию в первый же зимний сезон. При отсутствии полноценного утепления под полом и при выключенном отоплении может произойти промерзание, так как единственный источник тепла будет находиться глубоко под землей. Утепленные стены, перекрытия и крыша в виду не герметичности здания едва ли могут гарантировать плюсовую температуру в помещении при сильном морозе на улице. Посещая зимой, дачный домик с выключенным отоплением Вы же не ожидаете внутри плюсовую температуру, не так ли?

Таким образом, главной опасностью для здания с фундаментом мелкого заложения является промерзание сквозь наружные стены строения. Во избежание пучения грунта под полом необходимо либо обеспечить зимой в помещениях плюсовую температуру, либо обеспечить утепление пола тем же термическим сопротивлением, которое требуется для стен в регионе строительства. Причём второй вариант, пожалуй, предпочтительнее – снизятся энергозатраты на прогревание грунтового массива под зданием, в зимний период при отсутствии отопления температура грунта под зданием будет равномерной. При «частичном» утеплении пола с поддержанием плюсовой температуры возможно промерзание в углах здания, как в наиболее уязвимой зоне.

Шведский опыт

В подтверждение выше сказанного, рассмотрим температурные диаграммы из отчёта шведских специалистов, изучавших опыт строительства частных домов на незаглубленных плитах в самой Швеции. Рассматривался регион с глубиной промерзания 2,3м. Проводились исследования при толщине утеплителя в полу 10см, 20см и 30см. В результате были получены следующие температурные диаграммы:

Граница грунтовой толщи с температурой -1°С без утепленной отмостки.

Как видно из рисунка, в условиях отсутствия утепленной отмостки при большой толщине утеплителя тепловой режим здания не может полностью прогреть грунтовую толщу. Промерзание грунта заходит под пятно здания. Мощное утепление пола (с точки зрения сбережения тепла внутри земли) не спасает углы здания от мороза на поверхности. И наоборот, при незначительном утеплении пола в случае включенного отопления промерзание за счёт существенных энергозатрат на отопление не происходит.

Рассмотрим следующую диаграмму:

Граница грунтовой толщи с температурой -1°С при наличии утепленной отмостки.

В этом эксперименте под пятном здания заложен утеплитель толщиной 0,3м, под отмосткой – 0,1м. Ширина утепления отмостки принималась равной 0м, 0,6м, 1,2м. Полученная диаграмма наглядно показывает эффективность утепления отмостки. При ширине утепления 0,6м и 1,2м при прочих равных условиях (по отношению к предыдущему эксперименту) промерзание грунта не заходит под пятно здания.

В нашей стране распространение фундаментов мелкого заложения только начинает использоваться массово из-за отсутствия опыта такого строительства. В нормативных строительных документах требований к устройству утепленных фундаментов на сегодняшний день не существует.

Так что в итоге? Как правильно устраивать незаглубленный фундамент?

Устройство фундаментов мелкого заложения, можно разделить на две категории – методом изоляции фундамента от сил пучения, методом исключения пучения с помощью утепления. Подведём краткий итог по каждому варианту.

Изоляция песчаными подсыпками – это решение прошлого века. Решая вопрос воздействия сил пучения на фундаменты не решается вопрос энергозатрат на обогрев промерзающего пола. Применение подсыпок из дренирующего материала (щебень, гравий) целесообразно в случае сложных гидрогеологических условий (сезонная верховодка) в комплексе с водоотведением. При относительно глубоком уровне грунтовых вод использование непучинистых грунтов в качестве основания можно порекомендовать для сильно и чрезмерно пучинистых грунтов. При умеренной пучинистости допустимо опирание фундамента на коренной грунт, при условии полного (см. ниже) утепления. В этом случае целесообразно выполнить обратную засыпку пазух траншей (котлована) непучинистым грунтом с целью снижения риска деформации отмостки.

Современные гидрофобные теплоизоляционные материалы с высокими прочностными показателями дают возможность устройства фундаментов мелкого заложения на пучинистых грунтах. Во избежание риска деформации углов строения, а также промерзания подпольного массива грунта в случае ни введения объекта в эксплуатацию в зимний период, необходимо выполнять полное утепление цокольной части здания. Вся площадь пола, непосредственно фундаменты (если речь идет не о плите), цокольная часть стен и отмостка должны быть неразрывно утеплены. Термическое сопротивление R такого утепления должно быть идентичным требованиям, выдвигаемым для стен в регионе строительства. Ширину утепления отмостки можно принять равным не менее глубины промерзания. При существенном уровне пучинистых свойств коренного грунта – 1,5 глубины промерзания (желательно).

Опыт строительства в Швеции, Финляндии, Гренландии и не только обуславливает допустимость устройства практически незаглубленных фундаментных плит под легкие дома. Для этого выполняется срезка растительного слоя, выравнивание площадки строительства подсыпкой из песка, укладка жесткого гидрофобного утеплителя (экструдированного пенополитсирола) под всем пятном здания, утепление отмостки по всему периметру здания.

В случае строительства на фундаменте мелкого заложения легкого дома из газоблоков особенно критичным является правильное армирование кладки стен.

Устройство фундаментов мелкого заложения

Если вы все-таки остановились на выборе основания мелкого заложения, то определенно должны быть ознакомлены с тем, что основа такого типа рассчитан на соединение всех полагающих частей основы в одно целое, представляю собой жесткую составляющую. По своим свойствам и характеристикам такая конструкция должна защищать основу от различного рода деформаций и распределять все нагрузки равномерно на основание. При использовании ленточного фундамента вы получите целую конструкцию, а вот при столбчатом малозаглубленном все опоры следует обвязать качественными выполненные из стали балками или же специальным железобетонным ростверком.

Основы мелкого заложения могут позволить небольшой подъем основы, даже если это будет сделано неравномерно. Однако все это должно происходить не нарушая определенные показатели, от которых зависит вся конструкция. Данные расчеты рассчитываются абсолютно также как и другие расчеты подобных типов основания. Все это исчисляется в зависимости от типа грунта и общих нагрузок на него. Для того чтобы придать основанию прочности применяют жесткие наземные конструкции, они в свою очередь формируют целую плавающую систему которая защищена от воздействий грунта и деформаций.

Выделим два основных вида:

Ленточные (железобетонный монолит)
Столбчатые (буронабивные сваи)

Главным преимуществом основы мелкого заложения считается его ценовая категория и скорость работ по его возведению. При профессиональном качественном построении основы такого типа, обеспечит вам большой срок эксплуатации здания. Фундамент ленточный

Условия для заложения мало заглубленного фундамента

Для того чтобы основание прослужило долгий срок службы, необходимо сделать расчет опираясь на следующие виды характеристик:

Уровень промерзания грунта
Уровень залежей подземных вод
Разновидность почвы и все ее характеристики.

Остановимся подробней на данной теме:

Прежде чем возводить фундамент, следует обратить свой взор на общий климат данного района, где будет происходить будущее строительство. От этого далее и отталкиваются на какую глубину возводить фундамент. Такая процедура просто необходимо, так как таким методом можно впоследствии предупредить деформирование и потрескивание фундамента при низких температурах. При холодном климате дома возведенные на небольшую глубину назвать качественными постройками просто не возможно. Так что приобретение готового здания сразу же отпадает, лучше всего построить самому добросовестно, качественно и на большой срок эксплуатации.
Пролегание подземных вод, также считается необходимым фактором, на который делают свой акцент. Если на вашем участке грунтовые воды пролегают высоко к поверхности, то возведение основания на большую глубину не желательно. Это объясняется тем, что при заглубленном фундаменте есть вариант затопления цоколя и далее произойдет полное разрушение бетона. Для избегания таких последствий стоит не возвышать сооружение на большую высоту.
Разновидность почвы. Пожалуй это важный пункт при закладывании основания. Ведь пучинистые грунты и плавающие земли не должны послужить последствием разрушения здания. Также при возведение фундамента стоит обращать свой взор на состав грунта. Ведь торфяные и песчаные почвы требуют определенных для себя условий. При не соблюдении всех правил может повлечь за собой не качественное выполнение и последствием будет не долгий срок службы основания.

Ленточное основание

Большой спрос получила ленточная плита мелкого заложения в дачном строительстве. Такое устройство можете применять для:

Построений из дерева
При соблюдении всех правил можете использовать для зданий с тяжелыми стенами из камней.

При планировании в дальнейшем утепления фундамента, то тогда вы можете возводить основания на любом типе грунта. Ленточное основание состоит из: равномерной полосы бетонной смеси, которую следует также равномерно нагрузить дальнейшими конструкциями здания. Виды возведений:

Железобетонный имеющий два пояса
Сборный железобетонный имеющий выпуски арматур в небольшом количестве
Блоки имеющий два пояса нижний и верхний
Блок с одним верхним поясом.

Достоинства ленточного основания мелкого заложения:

Выгодная экономия денег. Ведь при возведении оснований с глубоким заложением, цены на такое возведение порядком превосходит фундаменты мелкого заложения.
Экономия на оплате труда. Все строительные работы такого типа предусматривают небольшой объем работ. Первым делом экономия возникает при работе с земляными работами, а также на создании опалубки.
Как дополнение можно израсходовать сэкономленные средства на постройку подвала.

Как показала практика, глубина монтажа ленточного основания может соответствовать глубине промерзания и глубине растительного слоя. В книгах о строительстве приводится цифра в пятьдесят сантиметров. При такой глубине все силы морозного пучения сосредоточены именно в этом месте, поэтому такая глубина считается самой опасной. Ленточное основание

Расчет основания

Подсчет оснований маленького заложения считается важным этапом в строительстве. От правильности проведенной работы будет напрямую зависеть срок службы фундамента и дома в целом. При всем этом получается сократить затраты на основное возведение строения. Рассчитывая фундаменты мелкого заложения нужно первым делом определиться с размерами и типом конструкции. К главным свойствам относятся величины подошвы, а так же уровень глубины заложения. На уровень глубины укладки фундамента влияют несколько факторов, одним из них является тип конструкции планируемого здания, например:

Тип материала, используемый для возведения кровли
Из чего планируется возведение стен
Будет ли присутствовать в здании цокольный этаж или нет

Помимо этих факторов так же влияет свойства почвы на строительной площадке и уровень подземных вод. В случае появлении вод на поверхности почвы, необходимо провести полную осушку строительного участка. После проведения осушительных работ, необходимо посвятить время на прокладку коммуникаций инженерного направления.

Выполнив подготовительные работы и подобрав необходимые размеры фундамента, следует плавно переходить к его расчету. Вычисляется предельная прочность и деформация, которую может выдержать конструкция основания. После завершения теоретических работ следует заняться практической частью строительства, то есть заниматься возведением конструкции фундамента. Разметка под малозаглубленный фундамент

Устройство основания

Основания, которые слабо углублены отчасти не подвергаются деформациям, появляющимся от пучений почвы. По такой причине этот способ установки фундамента в практике широко применяется. Чаще всего их применяют в возведении домов небольшого размера, дач и каркасных сооружений. Здания с небольшим весом не могут противостоять пучениям почвы, поэтому фундамент углубляется на маленький уровень.

Конструкция, которую умеют фундаменты мелкого заглубления, состоят из монолитного каркаса. Каркас, имеющий железобетонное основание с легкостью сможет сопротивляться пучениям почвы не только сезонным, но и постоянным.

Фундаменты, которые можно использовать в момент монтажа на мелкое заглубление:

Основание столбчатого типа
Ленточный вид фундамента
Железобетонная плита

Эти виды фундаментов имеют общую составляющую, такую как железобетонная основа. Размеры любого из оснований выбирает только расчет прочности. Он основывается на весе конструкции в момент соприкосновения с грунтом. Хоть и большая площадь уменьшает величину давления максимальный размер участка не оправдывает затраты на строительство. По этой причине все расчеты должны быть равными величинам в строительстве, то есть все строения должны ровняться площади фундамента. Устройство основания

Столбчатый тип основания

Этот вид фундамента чаще всего устанавливают на строительных участках, которые обладают небольшим количеством деформации производимой от почвы. Столбчатое основание можно смело называть новинкой, потому что появилось гораздо позже, чем ленточный фундамент или плиточный. Столбчатый фундамент, имеющий ленточный ростверк закладывается опалубку, сконструированную на поверхности земли. Система в арматурном каркасе сплетается не только в уровнях возле стенок основания, но и в местах шурфов на небольшом расстоянии.

Фундамента заливается вместе с ростверками в квадратную опалубку, изнутри ее расположены шурфы на небольшом расстоянии. Шурфы следует располагать в точках соединения линий фундамента. Укладка бетонной консистенции при монтаже столбчатого фундамента происходит при помощи специального желоба. Бетонная смесь должна иметь в своем составе цемент с маркой 200 или 150. Каким бы размером фундамент не был бы, его следует заливать бетонной консистенцией за один приход. В случае проведения укладки смеси частями, основание не будет иметь однородную массу, тем самым прочность и долговечность снизится. После проведения заливки необходимо некоторое время отвести на застывание. Спустя несколько суток, когда фундамент начнет застывать, его нужно затирать. Это необходимо для того чтобы структура не покрылась трещинами. Столбчатый тип основания

fundamentdomov.ru

Фундаменты мелкого заложения: виды, проектирование и устройство

В качестве главной проблемы выбора типа фундамента при строительстве объектов разного назначения выступают показатели грунта, а точнее его способность к вспучиванию. К таким почвам можно отнести: мелкие и пылеватые пески, суглинки, супеси и глинистые грунты.

Они увеличиваются в объеме при промерзании, что становится причиной подъема слоев земли на глубине промерзания грунта. Если выталкивающие нагрузки не уравновешиваются нагрузкой от постройки или конструктивным путем, то точечные деформации будут приводить к разрушению здания.

Эту проблему наиболее часто решают возведением несущей подземной части на уровне или ниже глубины промерзания грунта. Однако для легких зданий такой вариант не является выходом, так как боковая поверхность заглубленных оснований способствует приросту воздействия касательных сил от пучения. Даже если выбрать самый дорогостоящий вариант фундамента, это не будет гарантировать стопроцентного качества, поэтому сегодня все чаще возводятся дома на мелкозаглубленных основаниях.

Особенности устройства

Применение фундаментов мелкого заложения предусматривает их расположение на глубине от 40 до 90 см. Это позволяет экономить строительные и трудовые ресурсы. Такие основания не предусматривают большого количества бетона и толстого слоя щебня. Затраты на возведение фундамента такого типа уменьшаются в 3 раза.

Конструкция фундамента мелкого заложения состоит из:

обреза;
подошвы;
боковых сторон.

Первый узел является верхней частью, которая принимает на себя нагрузку. Снизу находится подошва, она передает нагрузку. Вертикальными частями основания являются боковые стороны, которые формируют фундаментную стену.

Такие конструкции используются:

при возведении деревянных домов;
для небольших кирпичных построек;
при закладке домов из легких материалов в малоэтажном строительстве;
при низком прохождении подземных вод;
при возведении дома с небольшим подвалом.

Основные разновидности мелкозаглубленного фундамента

Применение фундаментов мелкого заложения

Рассматривая виды фундаментов мелкого заложения, вы должны обратить внимание на наиболее распространенный из них, а именно - ленточный. Он популярен среди индивидуальных застройщиков, которые введут работы своими силами. Используются ленточные основания для деревянных и более тяжелых каменных сооружений.

Такая конструкция представляет собой непрерывную полосу бетона, которая равномерно нагружена стенами. На сегодняшний день известно несколько разновидностей ленточного мелкозаглубленного фундамента. Он может быть:

железобетонным;
блочным с нижним или верхним расположением арматуры;
монолитным;
сборным;
монолитным с двумя арматурными поясами.

Иногда железобетонные блочные ленточные фундаменты мелкого заложения имеют армирующий пояс не только снизу, но и сверху. Когда возводятся сборно-монолитные конструкции, они снабжаются выпусками арматуры. Среди типов фундамента мелкого заложения следует выделить столбчатое основание, которое можно применить при возведении следующих домов:

кирпичных;
брусовых;
деревянных;
каменных.

Такая конструкция состоит из столбов, устанавливаемых под каждым углом дома, а также в тех местах, где соединяются наружные и внутренние стены. Расстояние между опорами не должно быть больше 2 м.

Для устройства фундамента мелкого заложения столбчатого типа подготавливают котлован, глубина которого составляет примерно 1 м. В него укладываются кольца из железобетона, которые уплотняются песком и закрываются бетонными плитами. На них устанавливается ростверк.

Описание плитного и монолитного фундамента

Устройство фундаментов мелкого заложения

Плитный фундамент представляет собой конструкцию из железобетона, толщина которой равна пределу от 20 до 30 см. Сверху возводится здание. Эта конструкция схожа с ленточной. В качестве основного отличия выступает жесткое армирование всей плоскости, плита при этом амортизирует любые нагрузки при движении грунта.

Фундамент мелкого заложения может быть монолитным. Он является наиболее надежным и может быть использован на любых типах почв. В качестве исключения выступают участки с уклонами. Недостатком такого основания являются большие затраты труда и средств, а также трудоемкий подготовительный процесс.

Проведение расчетов

Расчет фундамента мелкого заложения необходим для того, чтобы определить геометрические размеры и выбрать разновидность основания. В процессе вы должны узнать, какова величина давления здания на почву, определить прочность рамы конструкции и рассчитать силу давления грунта при морозном пучении. Нагрузка от постройки - это совокупность всех нагрузок. В упрощенном расчете - это масса здания, распределенная на квадратный метр нижней плоскости.

Для расчета массы здания следует использовать проект, в котором упоминаются размеры постройки и ее особенности. Она определяется с учетом зимней снеговой нагрузки. Для этого следует вычислить массу конструктивных частей здания, сложить их и разделить на площадь подошвы фундамента.

Порядок работ по проектированию

Проектирование фундаментов мелкого заложения

При работах по проектированию на первом этапе составляется оценка грунта. При этом важно узнать, на какой глубине и с какой концентрацией залегают почвенные воды. На деформацию грунта могут оказывать влияние следующие геологические изменения:

наводнения;
оползни;
землетрясения.

При смене сезонов грунт может подвергаться трансформации. На первом этапе изучения характеристик площадки необходимо узнать химический состав почвы. Далее изучается проект здания. Проектирование фундамента связано с формой и типом постройки. Вы должны узнать планировку, размеры здания и количество этажей, сюда относятся и подземные.

На выбор типа мелкозаглубленного фундамента будет влиять форма эксплуатации и устойчивость конструкции. Проектирование фундаментов мелкого заложения предполагает расчет нагрузок. При этом во внимание принимаются коэффициент и уровень нагрузки на основание, которые рассчитываются отдельно по каждому элементу конструкции. Эти данные суммируются в общий показатель.

Важно определить черновые габариты фундамента. Рассчитываются и промежуточные размеры, а также технические характеристики. Данные для этого необходимо взять, ссылаясь на геологию грунта, назначение постройки и метод будущего строительства.

Следующим этапом станет оптимизация размера фундамента по усадке. На этой стадии необходимо осуществить вычисления для параметров и габаритов постройки, взяв в расчет действительные нагрузки. Теперь можно узнать степень осадки фундамента мелкого заложения. Полученные данные сопоставляются с нормами возможной деформации конструкции.

Если есть необходимость, то в размеры и форму постройки вносятся изменения. Эти данные могут быть откорректированы. В качестве одного из последних этапов выступают проверочные расчеты. При этом определяется прочность основания и устойчивость постройки. В конструкцию могут быть внесены изменения, которые обосновываются с точки зрения вероятности деформаций. После проведения заключительных расчетов по проектированию, разрабатываются схемы и чертежи с указанием необходимых данных.

Основные разновидности мелкозаглубленного ленточного фундамента

Если на территории имеется материковый грунт, который образовался при естественной трамбовке, то на такой почве лучше всего возводить ленточный фундамент. Он подходит для зданий из следующих материалов:

бетонных небольших блоков;
самана;
кирпича.

В качестве главного достоинства выступает простота конструирования. Ленточный фундамент мелкого заложения можно классифицировать по материалу. Возведение может осуществляться из:

кирпича;
бутобетона;
бетона;
бута.

Для возведения последнего типа фундамента используются бутовые камни, укладываемые с помощью цементного раствора. Такие основания являются самыми трудозатратными и обладают наибольшей массой. Традиционная высота бутового основания варьируется от 55 до 65 см.

Областью использования являются бытовки и небольшие дачные дома. Для бутобетонного ленточного основания применяются растворы из извести и цемента или только из цемента. Масса заливается на основание из бутовых камней, кирпича, гравия или щебня.

Устройство ленточного фундамента

Ленточный фундамент мелкого заложения выстраивается на подготовленной площадке. Ее разравнивают и очищают от растительности. Территория размечается. Внимание следует уделить внутренним и внешним углам. Согласно разметке, проводится рытье котлована. Дно будущего фундамента выравнивается. Глубина конструкции может варьироваться от 30 до 120 см.

При необходимости осуществляется установка креплений на боковых стенках. Эти элементы бывают:

закладными;
шпунтовыми;
в виде подушки.

Использование креплений

Закладное крепление - это вертикальные стойки, которые применяются для крепления стен фундамента. Стойки могут быть изготовлены из деревянных досок или балок. Используются закладные при обустройстве котлованов с наклонными стенами. Из шпунтовых связок изготавливается одноименное крепление, которое может быть выполнено из металла, древесины или железобетона.

Шпунтовое крепление нашло свое распространение на тех территориях, где грунт располагается выше дна котлована. На следующем этапе проведения работ дно ямы засыпается песчаной подушкой. Если грунт песчаный, то его заливают слоем бетона толщиной до 150 мм. Материал уплотняется с помощью оборудования.

Монтаж опалубки

Теперь можно приступать к монтажу деревянной опалубки. Для улучшения застывания бетона можно уложить пленку или осуществить гидроизоляцию смолой. Фундаменты мелкого заложения ленточного типа армируются с помощью прутьев сечением в 1 см. Элементы укладываются от одного угла к другому. Стыки соединяются хомутами.

При дополнительном армировании углов используются стержни, что позволяет добиться увеличения прочности фундамента. Если основание будет кирпичным или бутовым, то следует дополнительно уложить слой засыпки.

Заливка

Еще одним шагом станет заливка опалубки. Для этого используется бетон марки М200. Заливку следует осуществлять в несколько подходов, формируя слои до 20 см для лучшего застывания. Прежде чем залить фундамент мелкого заложения, внутреннюю поверхность опалубки необходимо смочить водой, чтобы влага из бетона не впитывалась в доски.

Особенности устройства плитного мелкозаглубленного фундамента

Прежде чем приступать к устройству плитного фундамента, необходимо подготовить основание. Его выравнивают, на территории осуществляют разметку. Далее снимают верхний слой грунта и сооружают дренаж, если почва влажная. Для этого выкапываются траншеи и устанавливаются пластиковые трубы, которые сверху покрываются геотекстилем.

Теплоизоляция и заливка

Фундамент рекомендуется утеплить. Использовать для этого можно пенопласт, который укладывается со всех сторон конструкции. На следующем этапе укладывается подушка из песка или щебня. Ее хорошо уплотняют и поливают водой для большей трамбовки. Толщина подушки может достигать 20 см. Сверху на нее укладывается пенополистирол. Если плиту планируется сооружать на месте, то следует установить опалубку. Для этого обычно используется брус, ширина которого будет равна ширине опалубки. Ее элементы фиксируются, закрываются гидроизоляционной пленкой, а после внутреннее пространство заливается бетоном.

fb.ru

Фундамент мелкого заложения: СНиП, виды, конструкция

Фундамент мелкого заложения закладывают, если хотят возвести небольшую, легкую постройку, или если грунт перенасыщен влагой.

Зачастую такие фундаменты используют для строительства небольших коттеджей, дачных участков, бань и прочих подобных построек.

В данной статье рассказывается, какие виды фундаментов мелкого заложения существуют, какова их конструкция и как их возвести правильно согласно СНиП.

Назначение и глубина фундаментов

Любые типы фундаментов мелкого заложения обычно возводят на пучинистых грунтах, потому что они лучше всего справляются с сезонным расширением грунта.

Проектирование такого фундамента, соответственно, должно быть основано на показателях пучинистости грунта, которые могут быть малыми, средними и большими.

Основание незаглубленных фундаментов обычно находится на глубине от полуметра до 70 см, что является нижней границей промерзания почв.

Фундамент мелкого заложения обычно используется для возведения зданий небольшого веса, поскольку может быть разрушен излишней массой, плюс опасность разрушения кроется в том, что на пучинистых грунтах фундамент разрушается быстрее.

Фото:

Чтобы по максимуму избежать неприятностей, вызываемых грунтом или климатическими условиями, нужно строго следовать стандартам СНиП.

Любые типы оснований мелкого заложения используют в качестве материалов бетон, арматуру и железобетон, потому что эти материалы обладают необходимой прочностью и влагостойкостью.

Реже всего основание делают из кирпича. Он, конечно, морозостойкий, но его способность сопротивляться влаге ниже, чем у бетона.

Расчет фундаментов мелкого заложения всегда невероятно важен, потому как именно он определяет, насколько долго конструкция прослужит и сможет ли она противостоять стихиям и температурным изменениям.

СНиП гласят, что определить глубину заложения нужно, учитывая материал, из которого будет сделан дом, массу любых возможных и обязательных добавлений, таких как кровля, ставни, трубы, сайдинг, облицовка и прочее.

Проектирование дома осложнится и потому, что нужно учесть, есть ли желание делать подвал, ведь, как пример, дом на столбчатом фундаменте не может иметь подвала.

Разумеется, учитывать нужно и пучинистость грунта. На пучинистых грунтах уровень заложения будет однозначно выше, чем на глинистых или песчаных.

Немаловажно учитывать различные дополнительные коммуникации, возможно находящиеся на участке. Как пример, если под участком пролегает газопровод, то основание здания уже не может быть глубоким.

Таким образом, основные вычисления делаются в двух областях: определяется, сколько грунт может вынести тяжести и насколько он может измениться под влиянием климата или по другим причинам.

Если вычислять несущую способность необходимо всегда, то вычислять деформацию нужно лишь, как пример, если основание нужно возвести на склоне или рядом с ним, или если вблизи строения расположены вулкан или гейзер, или если есть возможность землетрясения.

Разновидности мелкозаглубленных фундаментов

Так как все расчеты включают в себя измерение массы здания, оказывающего воздействие на основание, очевидно, что и типология их тоже будет основываться на различии в весе постройки.

Как пример, столбчатый фундамент может вынести среднюю нагрузку вроде небольшого коттеджа или бани, ленточный фундамент рассчитан на поддержку строений средней тяжести, а вот плитные конструкции могут выдержать практически любой вес, вот только их возведение на пучинистых грунтах может быть предприятием весьма затратным.

Столбчатый фундамент представляет собой систему столбов, которые принимают на себя массу постройки, между ними заливают основу из бетона.

Если соблюсти при этом рекомендации СНиП, то постройка может простоять десятки лет, даже не нуждаясь в ремонте.

Видео:

Если постройка будет находиться не на пучинистых грунтах, а на скальных, то она может устанавливаться не на бетонную основу, а на сами опоры, располагающиеся в полутора метрах друг от друга.

Если же основа все же используется, то можно, как пример, использовать уже готовые блоки вместо того, чтобы заливать свежую основу.

СНиП не рекомендуют использовать для основания или, тем более, столбов кирпичи, так как они не обладают достаточными характеристиками.

Ленточный фундамент пользуется большой популярностью из-за того, что он может выносить строения достаточно тяжелые, а еще его технология относительно проста и позволяет некоторым возводить подобное основание своими силами.

Ленточный фундамент это, по сути, бетонная стена, врытая в землю примерно на полметра. На пучинистых грунтах с особо высоким содержанием влаги уровень заложения может быть ниже.

В пространстве внутри периметра бетонной стены заливается основание, а на него уже устанавливается фундамент.

Плитный фундамент по технологии похож на ленточный, только он не имеет опоры в виде стены, а представляет собой просто бетонную плиту, на которую сразу устанавливается постройка.

Простота возведения такого фундамента при этом прямо пропорциональна его стоимости, потому что, как пример, материалов, необходимых для возведения плитного фундамента по сравнению с количеством материалов, которых требует ленточный фундамент, хватит с соотношением один к двум.

Тем не менее, из-за своих качеств плитный фундамент, несмотря на цену, может быть полезен, как пример, в регионах с постоянными низкими температурами и высокой влажностью.

Утепление фундаментов

Из-за того, что фундаменты с небольшим заложением подходят почти ко всем типам грунта, можно уложить их и на пучинистые.

Если основание жилища делается на плитах, которые впоследствии становятся полом первого этажа дома, то грунт под ним, возможно, будет замерзать. Очень хорошо это можно увидеть в середине строения.

Основание для мелких заложений в виде одной, монолитной плитки иногда предполагает установку утепляющего материала, чтобы земля не очень сильно замерзала.

Обычно утеплительный материал прокладывают между землей и самим фундаментом. Как пример, отлично подойдет пенополистирол, однако здесь нужно учесть, что его толщина не должна быть больше 15 см. Если сделать все правильно, то теплопотери станут намного меньше.

Можно выстлать утеплительный материал поверх крупного песка. Чтобы тепло лучше сохранялось и не уходило, подсыпают какой-либо материал, который имеет водоотталкивающие свойства.

Учитывая требования СНиП, для этих целей можно использовать щебень или гравий. Особенно эффективно сочетаются подсыпка и другие действия, чтобы в фундаменте было меньше воды.

Если грунт не пучинистый, а в нем не очень много грунтовых вод, то требования СНиП можно не использовать.

Если же такое желание все же есть, то сначала основание дома нужно утеплить, чтобы материал меньше портился.

Основание низкого заложения – отличный вариант, чтобы сэкономить на строительстве и вместе с тем возвести дом на надежной конструкции, проверенной временем.

Кроме того, большая часть из них может быть построена без помощи строителей, что тоже немаловажно.

Из-за своей универсальности и во многом потому, что в России достаточно много территорий с пучинистыми грунтами, такие фундаменты пользуются все большей популярностью.

stoydiz.ru

Тема 2. Проектирование фундаментов мелкого заложения.

Лекция № 3.

Классификация фундаментов мелкого заложения. Назначение формы и основных размеров фундамента. Выбор глубины заложения подошвы фундамента. Монолитные и сборные фундаменты. Материал фундаментов.

Классификация фундаментов мелкого заложения

Основным назначением любого фундамента является передача нагрузки от несущих конструкций сооружения на грунты основания. На фундамент возлагается задача распределить нагрузку так, чтобы давление по его подошве не приводило бы к недопустимым деформациям основания сооружения, кроме того, фундаменты должны обеспечивать как можно меньшую неравномерность осадок отдельных частей сооружения.

Таким образом, при проектировании фундаментов после принятия глубины заложения стремятся подобрать такие размеры их подошвы и выбрать такую их конструкцию, которые обеспечивали бы допустимые деформации оснований сооружений. Основными типами фундаментов мелкого заложения являются отдельные, ленточные, сплошные, стоечные и комбинированные фундаменты. Для изготовления фундаментов мелкого заложения применяется, в основном, железобетон. Они могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными.

Характерной особенностью фундаментов мелкого заложения является передача на основание вертикальных, горизонтальных и изгибающих (от моментов) нагрузок от надфундаментной части сооружения или опоры моста только через их подошву, Боковая поверхность фундаментов мелкого заложения в работе не участвует из-за практической невозможности, как правило, обеспечить засыпку пазух между их боковыми поверхностями и котлованами грунтом, с плотностью равной или выше природной.

Водопропускные трубы под насыпями сооружают, как правило, с фундаментами мелкого заложения. Опоры мостов традиционной конструкции возводят как с фундаментами мелкого, так и со свайными фундаментами, а при значительных нагрузках с фундаментами глубокого заложения.

Выбор глубины заложения подошвы фундамента, назначение формы и основных размеров фундамента мелкого заложения

При выборе глубины заложения фундаментов решается вопрос о несущем слое грунта и типе основания. На выбор глубины заложения фундаментов влияют три фактора: инженерно-геологические условия площадки; климатические особенности местности и их воздействие на верхние слои грунта; конструктивные особенности сооружения [6, 9].

Конструкция фундамента мелкого заложения определяется главным образом глубиной его заложения и размерами в уровне обреза и подошвы.

Глубину заложения назначают с учетом гидрогеологических условий. Наименьшая глубина заложения зависит от глубины промерзания грунтов и их размыва поверхностными водами. По промерзанию грунты подразделяются на пучинистые и непучинистые.

В пучинистых грунтах, к которым относятся все грунты, кроме скальных, крупнообломочных с песчаным заполнением, песков гравелистых, крупных и средней крупности, глубина заложения фундаментов искусственных сооружений должна быть больше расчетной глубины промерзания на 0,25 м.

Расчетная глубина промерзания грунтов определяется согласно [15] по пп. 2.25-2.33 по формуле:

df = khdoMt,

где kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима эксплуатации сооружения, для неотапливаемых сооружений kh =1,1; do - величина, принимаемая равной, м, для: суглинков и глин - 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30; крупнообломочных грунтов - 0,34; Mt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных среднемесячных температур за зиму в данном районе строительства, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике.

Фундаменты опор мостов недопустимо опирать на просадочные и заторфованные грунты, а также на глины и суглинки с показателем текучести IL>0,5. Такие грунты необходимо проходить, опирая подошву фундаментов на нижерасположенные более прочные грунты с залеганием в них подошвы фундамента.

В непучинистых грунтах, кроме скальных, глубина заложения фундаментов должна быть не менее 1 м, считая от дневной поверхности грунта или дна водотока. В скальные породы фундамент заглубляют в прочные слои, способные воспринимать давления от сооружения, не менее чем на 0,1 м. При возможности размыва фундаменты должны быть заглублены ниже дна реки после размыва у данной опоры не менее чем на 2,5 м. Обрез фундаментов на поймах рек располагают на уровне дневной поверхности грунта (после размыва), а в руслах рек - на 0,5 м ниже низкого уровня меженных вод и не выше нижней поверхности льда в реке плюс 0,25 м; в судоходных пролетах должны быть обеспечены глубины для прохода судов около опор.

В несущий слой грунта подошва фундамента должна быть заглублена не менее чем на 0,5 м. Для опор возводимых на суше, обрез фундамента назначают на 0,2-0,4 м ниже поверхности грунта.

Размеры фундамента в уровне его подошвы определяют в зависимости от величины передаваемых нагрузок и физико-механических свойств грунтов основания.

После назначения глубины заложения подошвы фундамента и отметки его обреза конструктивную площадь фундамента определяют по формуле:

Aк = lпbп = (lоп + 2hфtg)(bоп + 2hфtg),

где lоп, bоп - длина и ширина опоры по обрезу фундамента, м; lп, bп - длина и ширина подошвы фундамента, м; hф - высота фундамента, м;  - угол развития фундамента.

Для того, чтобы в теле фундамента возникали преимущественно сжимающие напряжения, угол  принимают в пределах 25-35°.

Фундаменты под массивные опоры мостов обычно сооружают ступенчатыми. В ступенчатых фундаментах высоту ступени hст назначают равной в пределах 0,7-2,5 м, ширину ступени bст - 0,4-1 м.

Класс бетона для монолитных фундаментов не ниже В20, для сборных - В25, при этом используется гидротехнический бетон.

Задавшись высотами ступеней фундамента hст так, чтобы в высоте фундамента hф укладывалось целое число ступеней, (высота ступени может быть одинаковой или различной), можно определить ширину каждой ступени по формуле:

bст = hстtg.

Количество ступеней в фундаменте принимается равным 2-4. Окончательно из конструктивных соображений размеры площади подошвы фундамента мелкого заложения можно определить по формулам:

n n

lп = lоп + 2 bст,i , bп = bоп + 2 bст,i, Aк = lпbп,

i=1 i=1

где n - число ступеней в фундаменте; bст,i - фактическая ширина ступени фундамента (с учетом ее округления кратно 100 мм).

studfiles.net

Расчет фундаментов мелкого заложения

Если вы решили построить какое либо сооружение, то без расчётов никуда. Расчёт нужен всегда, причём не только привычный нам расчёт затрат, но и другой. Например, расчёт фундаментов на прочность на деформацию, и так далее. Для того чтобы приступить к расчёту фундамента следует сначала определиться с типом возводимого фундамента. В общем случае их три:

Столбчатый;
Ленточный;
Плитный;

Первые два из трёх фундаментов могут быть как нормально заглубленными, так и малозаглубленными. Плитный фундамент по своей конструкции просто не может быть фундаментом глубокого заложения.

Теперь немного о самих расчётах. Как правило, производят два типа расчётов:

На прочность;
На деформации;

Первый расчёт, как фундаментов мелкого заложения, так и фундаментов нормального заложения выполняется для того, чтобы выяснить сможет ли фундамент выдержать весь груз от строения и при этом не просесть и не сломаться.

Как правило, не рассчитывают сам фундамент, а рассчитывают его площадь опоры и, исходя из этого, вычисляют давление, которое оказывается всем строением, включая и самим фундаментом, на единицу площади опоры. Потом это давление сравнивается с несущей способностью грунта и делается соответствующий вывод.

Фундамент мелкого заложения

Что касается расчёта на прочность самого фундамента, то она опускается, а особенно если речь идёт о частном строительстве. Всё дело в том, что даже обычный неармированный бетонный фундамент обладает огромным запасом прочности, которого вполне хватает, чтобы выдержать даже очень тяжёлое строение в два, и даже в три, этажа.

Теперь пару слов о расчётах на деформации фундаментов. Различного рода деформирующие факторы возникают во всех типах фундаментов, как в фундаментах мелкого заложения, так и в фундаментах глубокого заложения. Природа у таких факторов одна и та же.

Для того чтобы рассчитать фундамент на различного рода деформации, которых не мало, нужно обладать некоторыми специализированными знаниями в области строительства, которые относятся к инженерной сфере образования. Как правило, из-за отсутствия таких знаний расчёты не проводятся.

Если же всё-таки очень хочется рассчитать фундамент мелкого заложения на деформации, то лучше всего обратиться за помощью к специалистам – не стоит это делать самостоятельно.

Что такое малозаглубленные фундаменты?

Фундамент мелкого заложения является одной из разновидностей фундаментов. Все малозаглубленные фундаменты можно условно, следует подчеркнуть слово «условно», разделить на три категории:

Малозаглубленные фундаменты;
Фундаменты мелкого заложения;
Незаглубленные фундаменты;

Разницы между ними самими, как собственно и между ними и нормально заглубленными фундаментами в конструктивной части нет. Некоторые различия всё же имеются, однако на расчёт они не оказывают никакого влияния.

Малозаглубленными фундаментами принято называть фундаменты, глубина закладки которых составляет не больше 70 сантиметров. Исключение есть только одно – это столбчатый фундамент, выполненный из ФБС колец. Так как само кольцо по высоте равно 90 сантиметров, то и глубина закладки такого фундамента равна 90 сантиметрам.

Фундаменты мелкого заложения представляют собой столбчатые фундаменты, у которых соотношение длины столба к ширине опорной части не превышает 4.

Например, столбчатый фундамент с длиной столба в 1,5 метра и шириной опорной части в 0,6 м будет являться фундаментом мелкого заложения, а вот фундамент с длиной столба в 0,9 м и шириной опорной части 0,2 метра не будет являться фундаментом мелкого заложения.

Незаглубленными считаются все фундаменты, глубина заложения которых не превышает полуметра.

Расчёт малозаглубленных фундаментов

Траншея под фундамент

Как уже было сказано, расчёт столбчатого или ленточного малозаглубленного фундамента ничем не отличается от такого же расчёта, но нормально заглубленного фундамента.

Для того чтобы рассчитать фундамент на его несущую способность нужно произвести:

Расчёт массы строения;
Расчёт площади опоры;
Расчёт несущей способности грунта

Определение массы строения

Для того чтобы произвести расчёт примерного веса всей конструкции нужно определить вес каждого элемента той конструкции, в том числе и фундаментов мелкого заложения. Элементами конструкции являются:

Сам фундамент мелкого заложения;
Пол;
Стены;
Перекрытие;
Стропильная система и покрытие крыши;

Также в общую массу будут входить такие компоненты, как:

Снеговая нагрузка;
Нагрузка от внутренних перегородок, людей, мебели, бытовых приборов и так далее;

Масса каждого элемента конструкции высчитывается исходя из того, что можно узнать размеры элементов, материал для их устройства и соответственно плотность этого материала. Размеры позволят узнать объём, который при умножении на плотность даст массу.

Из общей массы необходимо будет вычесть массу тех элементов, в которых будут устроены различные ниши, то есть, например, из массы стены вычесть массу куска, который нужен для устройства двери или окна.

Определение площади опоры

Площадь опоры определяется исходя из размеров фундамента. Если фундамент мелкого заложения имеет столбчатый тип, то можно определить площадь опоры только одного столба, а дальше, в зависимости от способа расчёта, либо умножить её на количество столбов, либо оставить так.

Если же фундамент мелкого заложения имеет ленточный тип, то площадь опоры является площадью подошвы фундамента и расчёт проиводится, как нахождение обычной площади прямоугольника.

Площадь опоры можно выражать в любых удобных для расчётов единицах измерения. Рекомендуется выражать её в килограммах на сантиметр квадратный, так как в большинстве справочников несущая способность грунта дана именно в этих единицах измерения.

Определение несущей способности грунта

Как уже было отмечено, при строительстве частных домов не проводятся многие расчёты, в частности все расчёты на деформации фундаментов. Это связано с тем, что, как правило, частный дом имеет сравнительно небольшие размеры, а значит и небольшую массу.

Однако провести расчёт фундамента мелкого заложения по несущей способности требуется. Для этого потребуется узнать несущую способность грунта. Чтобы узнать несущую способность грунта, не обязательно обращаться в геологическую службу – это можно сделать самостоятельно.

Практически все грунты могут выдержать строение подобного рода, то есть небольшой одноэтажный или даже двухэтажный дом, кроме илистых грунтов и торфяников. Если на вашем участке именно такой тип грунта, то даже не стоит и рассчитывать его, нужно его менять, то есть убирать весь грунт и завозить новый, или же менять место строительства, что гораздо сложнее.

Армирование фундамента

Итак, для определения несущей способности грунта необходимо взять горсть грунта на той глубине, которая соответствует максимальной глубине закладки фундамента. Поскольку речь идёт о фундаментах мелкого заложения, то пробу грунта нужно брать на глубине примерно в 0,7 метра, причём не важно, будет при этом строиться ленточный или же столбчатый фундамент.

После того, как взяли пробу, нужно обильно смочить её водой, но только до той степени, пока грунт ещё не расплывается, то есть просто, чтобы он был влажным. Дальше между ладоней скатываем грунт в катышек. Толщина катышка должна быть примерно 12-15 мм, а длина порядка 15 см. Дальше берём этот катышек и пытаемся свернуть его в кольцо.

Теперь по результату этой несложной операции можно определить тип грунта, а соответственно и его несущую способность. Если катышек развалился на несколько мелких частей, то в руках у нас супесь, если остались пару крупных частей, или же кольцо имеет большие трещины, то перед нами суглинок.

И, наконец, если кольцо получилось сделать, и при этом практически нет трещин, или есть, но они мелкие, то мы имеет дело с глиняным типом грунта.

Теперь, когда известны все данные остаётся дело только за математикой. Стоит напомнить, что расчёт фундаментов мелкого заложения по несущей способности подразумевает проведение расчёта только тогда, когда грунт способен выдержать вес здания, при этом восстановить свою первоначальную форму.

Если же форма не восстанавливается, то происходит деформация грунта, тогда следует проводить расчёт на деформацию грунта или, как было сказано выше, самого фундамента. Однако такие расчёты требуют точных данных о грунте, которые можно получить только лабораторным испытанием, что просто неосуществимо в домашних условиях.

Для того чтобы конкретно показать, как проводятся расчёты, приведём пример такого расчёта фундаментов мелкого заложения по несущей способности грунта.

Пример расчёта

Чтобы произвести расчёт фундаментов нужно иметь некоторые исходные данные.

Исходные данные

Стены и перегородки

Пусть строится дом из пеноблоков в один этаж, при этом он имеет следующие размеры:

Длина 10 м;
Ширина 5 м;
Высота 4 м;

В доме имеется две несущие перегородки, выполненные также из пеноблока, которые имеют следующие размеры:

Длина каждой равна 3 м;
Высота каждой равна 4 м;

Пол

Пол везде имеет одинаковое устройство – он залит бетоном, при этом не опирается на фундамент.

Чердачное перекрытие и покрытие крыши

Чердачное перекрытие выполнено из балок перекрытия и деревянной обрешётки. При этом использовался брус с сечением 100х200 в качестве балки. Всего израсходовано 11 брусов по 5,3 метра каждый. Брусы, как и все доски сделаны из сосны.

Обрешётка сплошная. Выполнена из досок толщиной в 3 сантиметра. В качестве утеплителя использовался песок, который рассыпан по всему чердачному перекрытию равномерным слоем толщиной в 5 сантиметров. Также использовалась стекловата.

Стропильная система состоит из брусов сечением 50*100. Крыша имеет два ската, при этом стропилы установлены через каждые 50 сантиметров. Длина каждой стропилы равна 5 метров. Обрешётка выполнена в шахматном порядке досками с толщиной в 25 миллиметров. Покрытие выполнено в виде обычного волнового шифера.

Фундамент

Фундамент возводился ленточного типа. Ширина подошвы рана 40 сантиметрам. Глубина равна 70 сантиметрам.

Весь фундамент сделан из бетона, армирован. При этом использовалась арматура сечением 12 миллиметров. Из арматуры сооружался арматурный каркас, который имеет два пояса из 5 прутьев и перемычек длиной по 25 сантиметров каждая. Перемычки установлены с шагом в 50 сантиметров.

Между собой пояса соединены кусками арматуры длиной 40 сантиметров каждый, установленных с обеих сторон через каждые 50 сантиметров.

Производство расчёта

Итак, расчёт следует начать с того, что найдём последовательно массы всех составных элементов конструкции. Начнём с фундамента.

Масса фундамента

Сказано, что фундамент ленточный. Для нахождения его массы потребуется знать:

Геометрические размеры:
Плотность материала;

Узнаем геометрические размеры. Длина фундамента равна периметру здания, то есть сумме длин всех сторон. Найдём периметр:

10+10+5+5+3+3=36 метров.

Здесь две стены по десять метров, две по пять и две перегородки, под которые также будет заливаться фундамент.

Теперь, зная, что высота равна 0,7 метра, а ширина 0,4 метра, можно найти объём, как произведение трёх сторон:

36*0,7*0,4=10,08 кубического метра.

Однако это объём всего фундамента, но поскольку сказано, что фундамент армирован, то нужно из этого объёма вычесть объём арматуры, который необходимо вычислить.

Сказано, что каркас имеет два пояса, каждый из которых имеет пять прутов. По правилам армирования, арматурный каркас не должен доходить до каждого угла примерно полуметра. Значит, всего у нас имеется 4 каркаса на каждой стене. Не трудно посчитать длину каждого каркаса:

10-0,5-0,5=9 метров, и

5-0,5-0,5=4 метра, и два по 2,5 метра. Перегородки соединяются с арматурным каркасом основных стен, но к концу перегородки, арматура также не доходит полметра.

Тогда всего длина поясов равна:

2*(9*2+4*2+2,5*2)=62 метра.

Так как в каждом поясе по пять прутьев, то общая длина прутьев равна:

62*5 = 310 метров.

Теперь вычислим длину перемычек.

Сказано, что они установлены через каждые полметра. Это значит, что на верхнем и нижнем поясе большей стены всего будет перемычек:

9/0,5+1=19 штук, тогда на стене меньшей длины:

4/0,5+1=9 штук, и на перегородках:

2,5/0,5+1=6 штук.

Тогда один верхний пояс содержит всего перемычек:

19*2+9*2+6*2=68 штук. При этом каждая равна 0,25 метра, тогда общая длина равна:

68*0,25=17 метров. Исходя из этого, получим, что общая длина горизонтальных перемычек на всём каркасе равна:

17*2=34 метра.

Теперь посчитаем длину вертикальных перемычек. С одной стороны их столько же, сколько и горизонтальных, так как сказано, что устанавливаются они с тем же шагом. Значит вертикальных перемычек с одной стороны 68 штук, а соответственно и с другой столько же.

Всего выходит 136 перемычек, при этом каждая имеет длину в 40 сантиметров. Отсюда общая длина перемычек равна:

136*0,4=54,4 метра.

Теперь вычислим общую длину арматуры, как сумму всех длин:

310 +34+54,4=388,4 метра.

Теперь, зная сечение и длину арматуры, можно найти объём, для чего воспользуемся школьной формулой нахождения объёма цилиндра, как площадь сечения, умноженная на длину. Для того чтобы узнать площадь сечения нужно воспользоваться формулой площади круга. Узнаем площадь:

3,14*0,000036= 0,00011 квадратного метра.

Теперь умножим на длину всей арматуры и получим объём:

0,00011*388,4= 0,04 кубического метра.

Вычтем эту цифру из общего объёма фундамента, получим:

10,08-0,04-0,04 = 10 кубических метров. Вторая цифра 0,04 взялась из расчёта того, что углы также будут армироваться, но прутья арматуры будут не сгибаться под прямым углом, а идти дугой и заходить на треть длины каждой стены, именно поэтому в самом каркасе они не должны доходить до угла.

Таким образом, мы выяснили, что фундамент состоит из 10 кубических метров цемента с плотностью примерно в 2500 килограмм на метр кубический и 0,08 кубического метра железа плотностью в 7800 килограмм на метр кубический. Зная это, можно легко найти его массу:

10*2500=25000 килограмм, и

0,08*7800=624 килограмм, тогда общая масса фундамента равна 25624 килограмма.

Масса пола

Готовый фундамент

Поскольку сказано, что пол бетонный, но он не опирается на фундамент, значит и учитывать его вес не стоит, так как он не будет оказывать на опорную площадь фундамента никакого давления. Чаще пол зависит от фундаментов, то есть он опирается на них или на цоколь, а тот в свою очередь передаёт нагрузку на фундамент. В нашем случае учитывать массу пола не требуется.

Масса стен

В нашем случае масса стен складывается из двух масс:

Массы блоков;
Массы цементного раствора.

Массу цементного раствора можно не учитывать, так как она будет не слишком большой по сравнению с массой блоков. Точно так же можно было поступить и при расчёте фундамента, где была учтена масса арматуры. Практически всегда при расчёте фундаментов не учитывают и массу арматуры, заменяя её объём объёмом бетона.

Масса блоков находится, как количество пеноблоков умноженное на массу одного блока. Тогда найдём общее число затраченных блоков, как общая площадь всех стен, разделённая на площадь покрытия одним блоком.Вторая величина зависит от того, как именно будет ложиться блок.

Он имеет следующие размеры:

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

Если блок будет ложиться на ребро, то его площадь покрытия равна:

0,6*0,3=0,18 метра квадратного, а если плашмя, то она равна:

0,6*0,2=0,12 метров квадратных.

Пусть блок кладётся плашмя. Тогда найдём общую площадь стен, как длина каждой стены, умноженная на высоту:

10*4+10*4+5*4+5*4+3*4+3*4=144 квадратных метра. Поскольку один блок, который располагается на углу, покрывает и площадь одной стены, и площадь второй, то его стоило бы не учитывать, однако, поскольку мы не учли массу цемента в швах, то будем считать, что это два разных блока.

Теперь разделим эту площадь на площадь одного блока и получим количество блоков:

144/0,12 =1200 штук.

Вес одного пеноблока в среднем равен 17 килограммам, округлим до 20, тогда получим общий вес стен:

20*1200=24000 килограмма.

Масса перекрытия

Мелкозаглубленный фундамент

Сказано, что всего было затрачено 11 брусов сечением 200х100 по 5,3 метра. Из этих данных легко найти объём брусов:

0,2*0,1*5,3=0,106 кубического метра – один брус, тогда:

0,106*11=1,166 кубического метра все брусы.

Найдём объём всех досок. Сказано, что обрешётка сплошная, значит, вся площадь дома покрыта досками толщиной в 3 сантиметра, тогда найдём объём досок:

10*5*0,03=1,5 кубического метра.

Тогда общий объём деревянной части равен:

1,5+1,166=2,666 метра кубического, а, следовательно, масса досок при их плотности в 800 килограмм на метр кубический (так как все деревянные элементы изготовлены из сосны):

2,666*800=2132,8 килограмма.

Теперь вычислим массу песка, а для этого рассчитаем его объём. Сказано, что песком покрыта вся площадь перекрытия, при этом толщина равна пяти сантиметрам. Зная и площадь, и толщину можно найти объём:

5*10*0,05=2,5 кубического метра. Плотность песка в насыпном состоянии составляет примерно 1500 килограмм на метр кубический, тогда вычислим массу песка:

2,5*1500=3750 килограмм.

Тогда общая масса чердачного перекрытия равна:

3750+2132,8=5882,8

Масса крыши

Сказано, что крыша двухскатная, значит, для устройство нужны пары стропил. Также сказано, что расстояние между ними составляет 0,5 метра, тогда не трудно посчитать, сколько пар стропил потребовалось:

10/0,5+1=21 пара стропил, при этом каждая стропила по длине равна 5 метрам, значит, всего метраж стропил составляет:

21*2*5=210 метров.

Сечение стропил равно 100*50, следовательно, объём всех стропил равен:

0,1*0,05*210=1,05 кубического метра.

Теперь рассчитаем объём досок. Сказано, что обрешётка выполнена в шахматном порядке. Это даёт право считать, что досками будет покрыта ровно половина площади всей крыши, то есть половина от двух скатов. Это означает, что в сумме досками покроется ровно один скат крыши. Осталось узнать размеры ската крыши.

Поскольку сказано, что стропилы имеет в длину 5 метров, то можно считать, что и скат в высоту будет иметь ровно пять метров, по длине он равен длине большей стены, то сеть 10 метрам. Тогда рассчитаем площадь ската, а соответственно и площадь всех досок:

10*5=50 квадратных метров.

Теперь найдём объём досок, как площадь, умноженная на толщину доски:

50*0,025=1,25 кубического метра.

Тогда общий объём деревянной части крыши составит:

1,25+1,05=2,3 метра кубического.

Зная плотность сосны, рассчитаем массу:

2,3*800=1840 килограмм.

Теперь рассчитаем массу шифера. Размер стандартного восьмиволнового листа шифера составляет 175 сантиметров по длине и 113 сантиметров по ширине.

Это значит, что в одном вертикальном ряду одного ската всего поместится:

5/1,75= примерно 3 листа. Округлять нужно для того, что нужно снизу оставить отпуск сантиметров на 15 и для того, что все листы шифера кладутся внахлёст друг на друга.

Тогда в одном горизонтальном ряду будет листов:

Замес бетона

10/1,13=10 листов. Здесь также округлили за счёт наличия нахлёста.

Тогда на один скат потребуется листов:

10*3=30 листов, а соответственно на два:

30*2=60 листов шифера.

Один лист такого шифера при его толщине в 5,3 миллиметра имеет вес примерно 23 килограмма, тогда рассчитаем массу всего шифера:

23*60=1380 килограмм.

Теперь можно посчитать общую массу крыши:

1840+1380=3220 килограмм.

Общая масса строения

Когда найдены массы всех элементов конструкции, можно определить общую массу всего дома, как сумму масс:

25624+24000+5882,8+3220=58726,8 килограмм, то есть примерно 60 тонн.

Определение площади опоры

При определении площади опоры фундаментов нужно понимать, какой фигуры рассчитывается площадь. Если фундамент ленточный, то считать нужно площадь прямоугольника, если столбчатый, то, как правило, площадь равна сумме площадей квадратов.

Если же фундамент столбчатый и выполнен из труб, то площадь опоры находится, как сумма площадей кругов и так далее.

В нашем случае нужно находить площадь прямоугольника, как длина, умноженная на ширину.

Длина фундамента равна периметру, то есть 36 метров. Ширина фундамента дана и она равна 0,4 метра, тогда найдём площадь опоры:

36*0,4= 14,4 квадратного метра, или 144000 квадратных сантиметров.

Определение несущей способности грунта

Поскольку тип грунта мы уже определили, то останется только посмотреть по таблице его несущую способность. Предположим, что у нас суглинок, и его несущая способность равна примерно 2 килограммам на сантиметр квадратный.

Расчёт фундаментов

Теперь зная массу и несущую способность, приступают к расчёту фундаментов по несущей способности. Делается это так: берётся полученная масса и делится на площадь опоры, получим давление от дома, дальше прибавляем давление от мебели, людей и снеговую нагрузку.

В итоге получим общее давление на грунт:

60000/144000=0,4166 килограмм на метр квадратный.

Прибавим к этому числу массу от мебели людей и так далее, что примерно составляет 0,018 килограмм на сантиметр квадратный, получим:

0,4166+0,018=0,4346 килограмм на сантиметр квадратный. Теперь прибавим снеговую нагрузку:

0,4346+0,02=0,4546 килограмм на сантиметр квадратный.

Поскольку несущая способность грунта равна 2 килограмма, то давление оказываемое домом на него мало, чтобы привести к осадке или деформации, значит, такая конструкция и фундамента, и дома может смело возводиться. Если бы давление оказалось выше несущей способности, то , как правило, просто увеличивается площадь опоры фундаментов.

yegorka.com

Фундаменты мелкого заложения

Строительство здания должно начинаться с фундамента, ведь ни одно сооружение не будет стоять без надежного основания. Долговечность постройки, как правило, зависит от того, как именно будет выполнено заложение. В зависимости от типа передаваемой нагрузки на грунт, различают фундаменты мелкого и глубокого заложения. Выбор в основном зависит от типа грунта, на котором будет возводиться сооружение, а также от конструкции самого здания.

На сегодняшний день самым распространенным вариантом основания является мелкое заложение. На данный момент существуют такие виды фундаментов мелкого заложения: ленточный, столбчатый, сборной железобетонный и плитный.

Виды фундаментов мелкого заложения

Мелкозаглубленные фундаменты ленточного типа лучше всего применять при строительстве зданий, в конструкции которых использованы массивные стеновые панели, обладающие тяжелым весом и производящие повышенную нагрузку на основание. Такие стены могут быть выполнены из кирпича обыкновенного, самана, камня-плитняка природного происхождения, небольших блоков из бетона и прочего. Основание ленточного типа обычно обустраивают по периметру строящегося здания, сам же фундамент располагается под несущими стенами, как внешними, так и внутренними. При монтаже данного основания производится большое количество земляных работ, а также происходит огромный расход строительных материалов. Главным преимуществом данной технологии является ее простота, благодаря которой мелкозаглубленный фундамент ленточного типа стал наиболее распространенным в сфере частного малоэтажного строительства. Данное основание можно классифицировать по материалу, который используется для обустройства фундамента. В основном это кирпичные, бутобетонные, бетонные и бутовые основания.

Для обустройства бутового фундамента чаще всего выбирают бутовый камень крупного размера, который подбирают в соответствии с формой и размерами кладки. Рекомендуется отдавать предпочтение камням постелистых характеристик, которые обладают уплощенными гранями. Эти камни следует укладывать на цементный раствор, достаточно плотно располагая их рядом. Если же форма отдельного камня не вписывается в кладку, то его сначала нужно расколоть на части, а потом можно использовать. При укладке данного основания, как правило, не руководствуются расчетами толщины кладки, а используют стандартные значения, выведенные из конструктивных соображений. Фундаменты мелкого заложения бутового типа обладают наибольшим весом среди остальных видов оснований. Именно поэтому такое основание довольно редко используется при строительстве бытовых и небольших жилых зданий дачного типа. Бутовый фундамент можно возводить на грунте, в составе которого есть бутовый камень. Это исключит дорогостоящую доставку строительного материала, ведь он буквально лежит под ногами. К преимуществам бутового камня можно отнести прочность, долговечность, он не подвержен сезонным промерзаниям, а также вредному деформационному воздействию протекающих в почве грунтовых вод.

Состав мелкозаглубленного фундамента бутобетонного типа представляет собой смесь раствора с наполнителем. В качестве наполнителя могут послужить бутовые камни мелкого и среднего размеров, щебень, крупный гравий, битый кирпич и железняк. В зависимости от процента влаги в грунте, на котором монтируется мелкозаглубленное основание, используется связующий материал различного состава. В основном это известково-цементный или полностью цементный раствор. Данное основание можно укладывать в опалубке, а можно применить траншею с плотными вертикальными стенами, укрытыми полосами рубероида. Сам процесс укладки такого фундамента довольно легкий.

Мелкозаглубленный фундамент плитного типа представляет собой плиту из железобетона, которая расположена над утрамбованным слоем щебня или песка, толщина которого не превышает 30 см. Этот слой должен засыпаться на выровненный участок материкового грунта, который предварительно не был вскопан или взрыхлен. Для обустройства плитного фундамента используют железобетонную плиту толщиной до 40 см, при этом можно брать как цельную плиту, так и несколько дорожных плит. В последнем случае в технологический процесс укладки фундамента следует добавить работы по устройству стяжки из цемента или бетона для выравнивания. Однако желательно использовать единую монолитную плиту, поскольку это существенно повышает надежность, прочность и долговечность основания. Этого можно достичь благодаря повышенной жесткости пространственного типа, которой нет у сборного основания из нескольких дорожных плит. Кроме того, процесс установки одной монолитной плиты обойдется Вам значительно дешевле и проще, чем доставка и монтаж дорожных плит. К преимуществам мелкозаглубленного плитного фундамента можно отнести невысокую трудоемкость и простоту технологического процесса монтажа данного основания, повышенные показатели несущей способности, к тому же такой фундамент может играть роль чернового пола для нижнего этажа. Также на нем можно поместить плиты перекрытия, что приводит к существенной экономии материальных ресурсов. Еще следует отметить, что плитное основание можно эффективно использовать на грунтах сложного типа.

Расчет фундаментов мелкого заложения

Расчетов фундаментов мелкого заложения является очень важным процессом, поскольку от точности будет зависеть итоговая прочность и долговечность здания. При этом данное основание позволяет сократить расходы материала практически на 70%, а также значительно уменьшаются трудозатраты.

Расчет фундаментов мелкого заложения необходимо начинать с предварительного выбора основных его размеров и конструкций. К основным параметрам можно отнести размер подошвы и глубину заложения. На глубину фундамента мелкого заложения, прежде всего, влияют конструктивные особенности будущего дома. В основном это материал, используемый для стен и кровли, а также наличие или отсутствие подвальных помещений. Еще нужно учитывать физические особенности грунта — уровень залегания грунтовых вод, глубина сезонного промерзания и прочее. Если вода залегает слишком близко к поверхности, то предварительно необходимо провести работы, направленные на осушение участка. Не забывайте и об примыкающих сооружениях и инженерных коммуникациях, которые предполагается прокладывать на участке.

После выбора размеров следует выполнить расчет по нескольким предельным состояниям: по прочности и по деформации. Первый вариант расчета считается дополнительным, поэтому он применяется лишь в нескольких случаях. Например, если здание располагается вблизи склона (откоса), если на основание будут передаваться очень большие горизонтальные нагрузки, а также, если грунт слабый (текучий) или чрезвычайно прочный (скальный). Как только все окончательные размеры фундамента определены, можно переходить непосредственно к его конструированию.

Утепленный фундамент мелкого заложения

Чтобы снизить воздействие сил морозного пучения, мелкозаглубленный фундамент и находящийся вокруг него грунт необходимо утеплить. Утепленный грунт промерзает на меньшую глубину, значительно уменьшается количество замерзающей в грунте воды, становится меньше расширение грунта, соответственно, снижается и сила пучения. Если длина и ширина утеплителя несколько больше, чем глубина промерзания, то под утеплителем возникает область непромерзающего грунта, в которой нет сил пучения. Укладывать утеплитель вокруг фундамента следует на расстоянии 1-1,5 м, так можно будет избавиться от воздействия сил пучения. Под самим домом грунт также будет промерзать значительно меньше, особенно если дом отапливаемый, и в нем живут круглый год.

Сам мелкозаглубленный фундамент, который выполнен из кирпича или бетона, является прекрасным проводником тепла. Поэтому его просто необходимо утеплять, в противном случае непосредственно под ним грунт будет промерзать.

Мелкозаглубленный фундамент является достаточно экономичной конструкцией, которая позволяет уменьшить затраты материалов, сил и времени. Именно поэтому он получает все большее распространение, однако необходимо правильно проводить все строительные работы, соблюдая множество рекомендаций.

estroyka.com