Фундамент — одна из самых ответственных частей здания, воспринимающая нагрузку от надземных частей здания. Фундаментом называется подземная часть здания, передающая нагрузку от надземных частей здания на основание. Подошвой фундамента называется нижняя часть фундамента, совмещенная с поверхностью основания. Глубиной заложения фундамента называется расстояние от планировочной отметки до подошвы фундамента. Основанием называется толща грунта, воспринимающая нагрузку от сооружения. Грунты основания бывают скальные и нескальные. Скальные грунты — это изверженные, осадочные и метаморфические породы, которые имеют жесткую связь между частицами. Скальные породы залегают сплошным или трещиноватым слоем, но, несмотря на это, скальные породы как основание обладают большой прочностью. Нескальные породы — крупнообломочные, песчаные и глинистые. Грунты основания могут быть однородными и неоднородными. Основания называются однородными, если они состоят из одного грунта, и неоднородными, если состоят из нескольких слоев грунта. Основания бывают естественными и искусственными. Естественными называются такие грунты, в качестве которых используют грунты природного залегания; если перед устройством фундамента основание нужно предварительно уплотнять, то оно называется искусственным.
Фундаменты начали возводить еще в глубокой древности, одновременно с развитием строительства. Большое место среди фундаментов занимали свайные постройки, которые устраивались в устьях рек и предназначались для защиты от зверей и врагов. В дальнейшем назначение свай изменилось, однако они широко применялись. Сооружения, построенные на хороших основаниях, отличаются большой долговечностью, некоторые из них сохранились до наших дней. В качестве примера можно привести пирамиду Хеопса, вес ее около 6 млн. тонн, нагрузка на основание в среднем — 12 кг/см2. Уже в глубокой древности имелись труды по фундаментостроению. Так, римский инженер Витрувий (1 век до н.э.) дал указание в своих трудах по практическому возведению фундаментов. В древних летописях нашей страны также найдены указания по возведению фундаментов. Однако все данные были основаны только на основании опыта возведения фундаментов, и не было никаких теоретических основ расчета фундамента и оснований. В XVIII веке сильно шагнула вперед наука во всех областях, появились первые теоретические разработки науки фундаментостроения. В 1773 году французский ученый Кулон дал теорию расчета сопротивления грунтов сдвигу, а так же формулу для расчета давления грунта на подпорную стенку. В 1841 году французский ученый Трижо предложил способ возведения кессонных фундаментов. В XIX веке был открыт железобетон, он стал ведущим в возведении фундаментов. В 1809 году было открыто явление электроосмоса, которое заключается в том, что частицы воды двигаются в направлении отрицательного заряда. В дальнейшем это явление нашло большое практическое применение в основаниях для разработки котлованов в водонасыщенных грунтах. В 1899 году киевский ученый А.Э. Страус предложил набивные сваи, которые устраиваются в пробуренных скважинах. Он же позднее предложил опускать в скважины арматуру, и затем заливать их бетоном. Первый научный труд «Основания и фундаменты» был написан в 1869 году Карловичевым, в котором были приведены все известные положения. Много сделано в развитии науки об основаниях и фундаментах после Октябрьской революции: в 1929 году был образован сектор оснований и фундаментов, который был преобразован в институт оснований и фундаментов. Теперь перейдем к практическим занятиям и разберем наиболее доступные способы устройства фундамента, применимые для малоэтажных жилых домов.
Существует множество видов фундаментов, однако рассмотрим простые, применяемые для строительства жилых домов малой этажности. Жесткие ленточные и столбчатые фундаменты выполняются из бетона, бутобетона, бутовой кладки, т. е. из тех материалов, которые хорошо работают на сжатие. Бутовая кладка ведется на цементном растворе или сложном цементном растворе. Предварительно проектом определяется площадь подошвы фундамента и все характеристики грунта (давление на грунт основания, объемный вес между материалом фундамента и грунтом, а также глубина заложения). Большинство грунтов обладают способностью вспучиваться при замерзании, также значение имеет уровень грунтовых вод. В зависимости от всех перечисленных свойств грунтов принимается окончательная глубина заложения фундамента. При небольших нагрузках принимается прямоугольная форма сечения фундамента (рис. 1, а), при больших нагрузках и слабых грунтах высота фундамента получается очень большой, в этом случае необходимо выполнить ступенчатый фундамент (рис. 1, б).
Наиболее экономичными являются свайные фундаменты. Для устройства свайного фундамента в обыкновенном грунте бурят скважины диаметром 20—25 см, глубиной 70—90 см. При этом можно использовать самодельный бур, его выполняют из листовой стали, приваренной к верхней части стальной трубы, в виде спирали. В подготовленную скважину вставляется асбоцементная труба диаметром 20 см и заполняется на треть высоты бетонной смесью. После этого трубу слегка приподнимают для образования под ней бетонного основания. Затем заполняют трубу бетоном, уплотняя его металлическим стержнем до уровня, находящегося ниже верха трубы на 10 см. Таким образом, изготавливают сваи. Через два-три дня на верхнюю грань сваи укладываются деревянные бруски, которые образуют раму пола. После выравнивания продольных балок привинчивают металлические анкерные элементы, их нижняя часть бетонируется в асбоцементных трубах. Данный способ устройства свайного фундамента применяется при строительстве легких садовых домиков (рис. 2), а также с большим заглублением и более прочным каркасом для кирпичных домов (рис. 1, а, б и рис. 5). Фундаменты, у которых плоская подошва, имеют название «ленточные» (рис. 3). Те, что закладываются под стены, или столбчатые, — выполняются под отдельно стоящие колонны или столбы. Фундаменты могут быть свайными, если здание опирается на погруженные в грунт сваи из бетона, железобетона, иногда из дерева.
Рассмотрим монтаж железобетонных фундаментов. До начала монтажных работ необходимо проверить правильность разбивки осей здания — эту работу производят геодезисты или инженер-строитель. Разбивка осей (1 а) (см. рис. 3) — это перенос осей с чертежа на основание, предназначенное для устройства фундамента. Из деревянных колышков и реек выполняется обноска (2), натягиваются струны осей (3) и отвесами (7) определяют точки пересечения осей (4) на дне котлована. С помощью точек, что определились ранее, замеряют проектные размеры фундамента и закрепляют их металлическими штырями (6), чтобы не сместились. Причалка (5) должна находиться на 2—3 мм дальше боковой грани ленточного фундамента. Фундаменты под колонны и столбы устраивают так же, как и ленточные, но, кроме того, размечают грани и углы фундаментов.
Если грунты песчаные, фундаментные блоки укладываются непосредственно на выровненное основание, при других видах грунта — устраивается песчаная подушка толщиной 10 см. Грунт под подошвой фундамента не может быть не насыпным, не разрыхленным, если таковой имеется, его необходимо удалить, а взамен насыпать щебень и песок, после чего тщательно утрамбовать. Ямки в основании заполняются бетоном. Для определения горизонтальности основания, отведенного под фундамент, в начале и в конце ставят контрольные неподвижные визирки 1, чтобы верх визирки был выше отметки основания на длину переносной ходовой проверочной визирки 2. Уровень контрольных визирок проверяют каждый день с помощью нивелира или по обноске. Между визирками 1 забивают в основание колышки 3, на которые ставится ходовая проверочная визирка (рис. 4).
Монтажники, чтобы проверить горизонтальность основания, используют правило, устанавливают неподвижные визирки на забитые колышки и выравнивают, подсыпая или срезая грунт на участке. Правило должно плотно прилегать к песчаному основанию во всех направлениях. Чтобы фундаментные блоки не свисали с песчаной подушки, длина и ширина песчаного основания делается больше на 200—300 мм (рис. 4). Кран, с помощью которого устраиваются фундаментные блоки, не должен находиться на слишком близком от края котлована расстоянии, чтобы не произошло обрушение.
Устройство фундаментных блоков начинается с установки маячных блоков (1) по углам и в местах пересечения стен (рис. 5, а). После укладки маячных блоков по грани фундаментной ленты натягивают причалку (2), подняв ее до уровня наружного ребра блоков, затем по причалке укладываются все остальные блоки. После укладки блоков тщательно выверяется горизонтальность положения, и если оно нарушено снова перекладывают блоки. Разрывы между фундаментными блоками, предусмотренные проектом, а также боковые пазухи временно засыпаются песком или песчаным грунтом, чтобы не возникали деформации.
При установке блока на размеченное место нельзя нарушать поверхность основания, стропы можно снимать только после установки фундаментного блока в заданное место согласно проекту. Между блоками должно быть оставлено расстояние для прокладки труб водоснабжения и канализации, теплоснабжения, электроснабжения и др. Места сопряжений между блоками продольных и поперечных стен заливаются бетонной смесью. Монтаж фундаментов под колонны выполняется, как сказано ранее, с помощью отвеса и колышков точно фиксируют положение осей. Контроль правильности опускания блока на основание ведется с помощью рисок (1), (2), нанесенных на середину боковой грани блока краской (рис, 5, б). По окончании монтажных работ по укладке фундамента выполняют планово-высотную посадку с привлечением инженеров или геодезистов и по всем результатам измерений выполняется исполнительная съемка. На этой съемке изображается фактическое расположение фундаментных блоков по высоте и в плане. Допустимые отклонения от проекта должны не превышать по высоте 10 мм и в плане ±10 мм от осей разбивки.
Стеновые блоки устанавливают после проверки правильности укладки фундаментных блоков. Прежде всего, очищается поверхность фундаментных блоков и наносится гидроизоляция — слой раствора 20—30 см, он же служит выравнивающим слоем. Разметка производится так же, как и при устройстве фундаментных блоков, по монтажной схеме размечают положение блоков первого ряда, отметив места вертикальных швов. Монтажники до начала работы подготавливают инструменты, расчищают верхнюю поверхность фундамента от загрязнения, ящик с раствором располагают так, чтобы не переставлять его в процессе укладки 3—4 блоков, т. е. на расстоянии 2—2,5 м. Подготовка постели для укладки блоков выполняется последовательно: сначала очищается поверхность блоков, смачивается водой, раствор раскладывается и разравнивается с помощью лопаты, но разравнивать раствор лучше всего рейкой, с помощью которой достигается идеально гладкая поверхность, причем сохраняется толщина слоя. Стеновые блоки начинают монтировать с маячных блоков в углах и на местах пересечений стен, поднимают блоки за две петли краном и укладывают на постель из раствора.
Контроль укладки производится по осям маячных блоков, по рискам. По визиркам проверяется высота. При обнаружении неправильности укладки, блок поднимают, раствор с нижней грани счищают, добавляют раствор на постель, где был перекос, и снова укладывают блок (рис. 6).
Смонтированные маячные блоки служат ориентиром при установке рядовых блоков, на специальных скобах закрепляют причалку и по ней кладут на растворе блоки. При монтаже нельзя браться рукой за торец блока. Так как она может быть защемлена между блоками. После, установки, контроля, кельмой срезается лишний раствор с горизонтальных швов, а если раствора не хватает, добавляют и уплотняют. После укладки двух первых рядов, укладку последующих ведут так же, как предыдущие, так же размечая на нижнем ряду укладку верхнего слоя. После укладки первых рядов, и для укладки следующих требуются подмости. О них поговорим ниже. Приведем несколько приемов, чтобы переместить блок с места: 1) Перемещают с помощью лома, лапа лома направлена от себя, причем оттянутый конец лома заводится под блок и отжимается на себя, блок при этом приподнимается и, соскользнув с лапы, продвигается вперед (рис. 7, а). 2) Лапой в сторону — оттягивается конец лома, заводится под блок под острым углом к лицевой грани. После этого на лом нажимают и проворачивают на пятке лапы в сторону, блок приподнимается и перемещается, как показано на рис. 7, б. 3) Лапой на себя — оттягивается конец лома, заводят под блок, нажимают на конец лома, приподнимая и перемещая блок на себя (рис. 7, в). Если толщина шва большая, тогда прием лопатой от себя выполняется острым концом лома.
Укладка блоков стен подвала. Устройство фундаментов и стен подвала должно выполнять звено, в состав которого входят четыре рабочих, в том числе — машинист крана, монтажник не ниже 4 разряда, монтажник 3 разряда и такелажник. Такелажник выполняет очень ответственную работу: вначале он подбирает нужный блок, стропует его, проверяет надежность строповки, дает сигнал крановщику, контролирует подъем блока. Монтажники принимают, а потом устанавливают блок в проектное положение.
build.novosibdom.ru
Поиск
Фундаменты от А до Я.fundamentaya.ru
Расчет ленточного фундамента рекомендуют произвести перед тем, как начинать строительство дома.
Для того чтобы правильно рассчитать ленточный фундамент необходимо определить тип грунта, где будет закладываться основание.
Этот тип фундамента под дом получил широкую популярность среди населения благодаря многим факторам. В частности, благодаря дешевизне (по сравнению с другими видами) и простоте возведения.
Обустройство ленточного фундамента под дом под силу даже непрофессиональному строителю. Конечно, для постройки дома необходимы минимальные знания и навыки в этой сфере. Но все-таки конструкция ленточного фундамента такова, что с ней под силу справиться любому.
Чтобы лучше понять, для чего необходимы расчеты перед возведением фундамента, ниже приведено краткое описание работ:
Схема устройства ленточного монолитного фундамента.
Вернуться к оглавлению
Выше уже говорилось, что для того, чтобы понять, какой будет глубина фундамента, необходимо знать тип почвы и опираться на специальные таблицы, которые наглядно отвечают на этот вопрос. А чтобы узнать значение ширины ленточного фундамента, нужно воспользоваться специальной формулой, которая выглядит следующим образом: S=1/1×(M/R), где:
Схема устройства ленточного сборного фундамента.
Как только вы узнаете площадь подошвы фундамента, вы легко сможете определить его ширину. Чтобы это сделать, нужно поделить площадь подошвы на длину фундамента (или общую длину стен).
Итак, чтобы произвести правильный расчет фундамента под дом, нужно:
Кроме того, что необходимо провести расчет ширины и глубины фундамента, немаловажными являются и другие расчеты. Например, для успешного строительства очень важно провести расчет бетона, который уйдет на его возведение. Эти вычисления будут опираться на предыдущие показатели, а именно: ширина фундамента (ШФ) и длина его стен (ДФ), высота отливки (ВО) и ширина пояса (ШП).
Для начала необходимо вычислить периметр:
Схема армирования ленточного фундамента.
P=(ШФ+ДФ)×2.
Тогда объем заливки можно будет вычислить следующим образом:
V заливки=Р×ВО×ШП.
А теперь узнаем непосредственно объем бетона, который потребуется для заливки:
V заполнения=(ШФ×ДФ×ВО)-V заливки.
Далее по значимости идут расчеты арматуры, которую будут использовать для фундамента. В случае если укладывать арматуру будут в 2 прута, количество горизонтального материала высчитывается по формуле:
Ар.=2×Р.
Посчитать опалубку можно, воспользовавшись следующим расчетом:
Оп.=(Р×ВО)×2
Умножать на коэффициент 2 нужно потому, что мы имеем дело с двумя прямоугольниками: внутренним и внешним.
masterbrusa.ru
Ответ на вопрос о том, что такое фундамент, довольно прост: это основание любого здания и архитектурного сооружения. Именно на эту конструкцию приходится вся нагрузка, причем не только от стен и перекрытий, но и от мебели, техники, людей и т. д. Поэтому важно правильно выбирать тип фундамента. А для этого необходимо понимать, какие показатели следует учитывать в процессе строительства.
Некоторые застройщики не придают особого значения фундаменту. Однако если не уделить ему должного внимания, неверно выбрать тип фундамента, то впоследствии можно столкнуться с множеством весьма серьезных проблем. Причем большинство из них нередко приводят к разрушению здания.
Именно поэтому важно изначально уделить данному вопросу максимальное количество времени. Этим вы обеспечите прочность, надежность и долговечность сооружения. В противном случае для разрешения возникших проблем потребуется вложить немало средств и сил.
В настоящее время существует довольно большое количество типов фундамента. По расположению его в почве различают заглубленный, мелкозаглубленный и незаглубленный фундамент. Каждый из них является оптимальным вариантом для конкретного вида грунта.
В зависимости от конструктивной схемы возведения выделяют следующие виды фундамента:
Кроме того, различают монолитные фундаменты, возводимые непосредственно на месте строительства, и сборные, которые формиру
elhow.ru
1) Колонна размером 0,8 х 0,5 м. В основании залегает песчаный грунт средней плотности, средней крупности, ненасыщенный водой. Глубина заложения фундамента 0,7 м. Угол внутреннего трения грунта 35 град; удельное сцепление С11 = 1 кПа. По принятой глубине заложения фундамента d = 1,8 м определяем площадь подошвы фундамента в одном приближении:
Зададимся отношением длины фундамента к его ширине ŋ= 1,5; тогда
L= 1,01*1,5=1,515 м. Назначим размеры 1,5*1,5 м, Аф = 2,25 .
Определим расчетное сопротивление грунта по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*.
По таблице 3 СНиП 2.02.01-83 для заданного соотношения L/H = 78/8,2=9,5;
;
По таблице 4 СНиП 2.02.01-83 для данного грунта ; ;
Коэффициент k принимаем равным 1,1, так как характеристики грунта принимались по
табличным данным.
Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента = 18,25 кН/мЗ, удельный вес грунта выше подошвы фундамента принимаем 18,6 кН/мЗ
кПа
При полученном значении R по формуле:
определяем размер b во втором приближении:
, принимаем b= 1,5 м, l= 1,5 м. Аф =1,5*1,5= 2,25 .
При b= 1,5 м определяем R:
кПа
Произведем проверку напряжений в грунте под подошвой фундамента, исходя из условия, чтобы она не превышала расчетного давления на грунт P < R
где - среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям, кПа
кПа
Нагрузка в плоскости подошвы фундамента:
кПа
Вычислим давление по граням фундамента.
Проверяем выполнение условий
Основное условие выполняется, недонапряжение в основании составляет 6 %,
Проверка прочности подстилающего слоя (для сечения 1-1)
В соответствии с инженерно - геологическими условиями строительной площадки грунт второго слоя- торф - является слабым грунтом, поэтому ширину подошвы фундамента следует назначать с учетом пониженной прочности данного слоя. Для этого находим вертикальные напряжения на уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта
Напряжение от собственного веса грунта на глубине 3м, действующее на кровлю слабого грунта
Дополнительное давление под подошвой фундамента
Дополнительное вертикальное напряжение, действующее на кровлю слабого грунта от нагрузки на фундамент
Полные вертикальные напряжения на кровлю подстилающего слоя будут равны
Найдем ширину условного фундамента, предварительно определив величину по формуле
Тогда ширина подошвы условного фундамента
Определим расчетное сопротивление торфа. По таблице 3 СНиП2.02.01-83 для заданного соотношения L/H=73/12,9 = 5,66 и показателя текучести JL=0 =1,1 ; =1,0
По таблице 4 СНиП 2.02.01-83 для данного грунта =0, =0; =0.
Коэффициент k принимаем равным 1,1 , так как характеристики грунта принимались по табличным данным.
Удельный вес грунтов, залегающих выше подстилающего слоя принимаем
+ = 0,1088+0,0558 = 0,1646 МПа < R = 0 МПа
Условие не выполняется, следовательно, необходимо улучшение свойств подстилающего слоя. Можно применить выемку 2-х верхних слоев (насыпной грунт-3 м, торф- 2 м), но это потребует значительных затрат. Поэтому необходимо применить свайный фундамент.
Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.
Размер подошвы фундамента b * l = 1,8 * 3 = 5,4
Глубина заложения фундамента 1,8м.
Среднее давление под подошвой фундамента =467,5 кПа.
Находим значение эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта по формуле и вспомогательной .
- на поверхности земли
- на уровне подошвы фундамента
- на уровне контакта 1-го и 2-го слоев
- на уровне контакта 2-го и 3-го слоев
- на уровне контакта 3-го и 4-го слоев
- на уровне контакта 4-го и 5-го слоев
- на уровне кровли 5-го слоя
По полученным данным построим эпюры вертикальных напряжений и вспомогательную эпюру.
По формуле найдем дополнительное вертикальное давление по подошве фундамента.
Для фундамента стаканного типа в данном случае соотношение ŋ=1,8; чтобы избежать интерполяции задаемся соотношением , тогда высота элементарного слоя грунта
Условие удовлетворяется с большим запасом, поэтому в целях сокращения вычислений увеличим высоту элементарного слоя вдвое, чтобы с одной стороны соотношение было кратным 0,4, а с другой стороны, чтобы выполнялось прежнее условие .
Построим эпюру дополнительных вертикальных напряжений от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя формулу и данные таблицы 1 (приложение 2 СНиП 2.02.01-83*). Определим нижнюю границу сжимаемой толщи по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительного давления. Все вычисления приведем в табличной форме.
№ | Наименование слоя грунта | Z, м | МПа | , МПа | ||
1 | Насыпной грунт-песок средней крупности, средней плотности | 0 0,72 1,44 | 0 0,8 1,6 | 1,000 0,866 0,578 | 0,434 0,3758 0,2508 | 20 20 20 |
2 | Торф | 2,16 2,88 | 2,4 3,2 | 0,374 0,251 | 0,1623 0,1089 | 1 1 |
3 | Глина полутвердая | 3,6 4,32 5,04 5,76 6,48 | 4 4,8 5,6 6,4 7,2 | 0,176 0,130 0,099 0,077 0,062 | 0,0764 0,0564 0,0429 0,0334 0,0269 | 15 15 15 15 15 |
Определим осадку фундамента, пренебрегая различием модуля деформации на границе слоев грунта, принимая во внимание, что данное предложение незначительно скажется на результатах расчета
где - коэффициент, зависящий от коэффициента относительных поперечных деформаций
- среднее напряжение в i-ом элементарном слое
- высота i-го слоя грунта
- модуль деформации i-го слоя грунта
По нормам средняя осадка для такого типа зданий составляет 8,0см, следовательно, полная расчетная осадка здания превышает допустимые величины. Что указывает на необходимость проведения мероприятий по исключению возможности возникновения просадки или применению свайного фундамента.
Расчет свайного фундамента в сечении 1-1.
Рассчитываем свайный фундамент под колонну на действие продольной силы N=2330 кН.
Основанием для свайного фундамента может служить 3-ий слой- слой полутвердой непросадочной глины.
В данных геологических условиях проектируем свайный фундамент из железобетонных свай С7-30.
stydopedia.ru
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:
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:
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.
Фундамент мелкого заложения является одной из разновидностей фундаментов. Все малозаглубленные фундаменты можно условно, следует подчеркнуть слово «условно», разделить на три категории:
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.
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:
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:
Также в общую массу будут входить такие компоненты, как:
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.
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.
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.
Чтобы произвести расчёт фундаментов нужно иметь некоторые исходные данные.
Пусть строится дом из пеноблоков в один этаж, при этом он имеет следующие размеры:
В доме имеется две несущие перегородки, выполненные также из пеноблока, которые имеют следующие размеры:
Пол везде имеет одинаковое устройство – он залит бетоном, при этом не опирается на фундамент.
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 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.
Итак, расчёт следует начать с того, что найдём последовательно массы всех составных элементов конструкции. Начнём с фундамента.
Сказано, что фундамент ленточный. Для нахождения его массы потребуется знать:
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.
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.
domnuzhen.ru
Строительство любого дома начинается с расчета и закладки фундамента. Причем долговечность и прочность фундаментов напрямую зависят от правильности их расчетов. Фундамент является основанием здания, передавая на грунт нагрузку от дома. При этом верхнюю часть фундамента, которая соприкасается непосредственно со стенами, называют обрезом, а нижнюю, которая передает усилия на грунт, — подошвой.
Расчет ленточного фундамента.
В частном строительстве самым распространенным типом фундаментов является ленточный фундамент. Это объясняется тем, что он прост в расчете и закладке и при его возведении не нужна тяжелая строительная техника. Расчет ленточного фундамента может производится по:
Расчет фундамента по несущей способности более распространен, так как не требует больших знаний в строительстве и математике.
Схема устройства монолитного ленточного фундамента.
Чтобы рассчитать фундамент, необходимо несколько этапов:
Вернуться к оглавлению
Для точного определения веса всей конструкции необходимо подсчитать вес отдельных ее элементов. Для частного дома определяется вес:
Схема укладки ленточного фундамента.
Для расчета объемов этих элементов необходимо выполнить их эскизы и определить линейные размеры. Эскизы не должны быть выполнены с предельной точностью, так как определяется предварительный объем, погрешности будут учтены при корректировке размеров фундамента.
Если элемент сооружения имеет прямоугольную форму, то его объем высчитывается элементарным перемножением длины на высоту и ширину. Если же объект имеет более сложную форму, то его разбивают на простые и подсчитывают сумму объемов отдельных частей. Исходя из принятых для расчета единиц измерения получается объем элемента сооружения в см3 или м3.
Схема мелкозаглубленного ленточного фундамента для пучинистых грунтов.
Удельный вес элемента зависит от материала, из которого он изготовлен. Удельный вес основных строительных элементов приведен в СНиП II-3-79. Однако стоит учитывать, что отрасль строительства не стоит на месте и с каждым годом появляются новые материалы, которые обладают меньшим удельным весом при аналогичной прочности. Их параметры для расчетов можно узнать у изготовителя. Зная объем элемента и удельный вес материала, высчитывают вес конструкции в килограммах или тоннах.
Если при строительстве будут применяться элементы стандартной формы (пеноблоки, плиты перекрытия, брус и т.д.), то в нормативных документах уже приведен вес каждого элемента, что упрощает расчет нагрузки.
Так как в расчете учитывается вес фундамента, необходимы первоначальные его размеры, которые в дальнейшем будут скорректированы исходя из результатов расчета. При этом необходимо взять приблизительные размеры и определиться с материалом, из которого будет изготовлен будущий фундамент. Материалы подбираются в зависимости от грунта, глубины его промерзания и уровня грунтовых вод.
В таблицах ниже приведены рекомендуемые глубины ленточного фундамента в зависимости от основания, а также их пропорции в зависимости от расстояния между стенами:
Изображение 1
Изображение 2
Объем и вес фундамента высчитывается аналогично объему и весу остальных элементов сооружения.
Необходимо учитывать, что главный параметр расчета фундамента — это ширина его подошвы, от которой зависит давление здания на землю. Поэтому при расчетах оценивается достаточность площади (м2) подошвы для того, чтобы фундамент качественно высполнял свои функции. Именно достаточность будет являться той переменной, которая подбирается по расчетам.
Вернуться к оглавлению
Виды ленточных фундаментов.
Снежное покрытие играет большую роль в давлении дома на грунт, особенно в многоснежных районах, потому расчет снеговой нагрузки обязательной включается в расчет фундамента. Снеговая нагрузка определяется путем перемножения площади крыши здания на характеристики веса снежного покрова. Вес снега зависит от района строительства и приведен в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» и изменяется на территории России от 80 до 180 кг/м2. Исходя из данных, приведенных в документах, и высчитывается нагрузка снега. Кроме того, при ее расчете необходимо учитывать угол наклона крыши. В зависимости от него в формулу расчета вводится поправочный коэффициент.
Изображение 3
Поправочный коэффициент зависит от угла наклона (α) и количества скатов крыши. Так, при α<25° поправочный коэффициент равен 1, а при α>60° — равен 0. При α от 25° до 60° поправочный коэффициент экстраполируется между 1 и 0.
Вернуться к оглавлению
В полезную нагрузку включают вес мебели, печи или камина, домашней обстановки и людей. Которые будут находиться в здании. Так как точно эту величину рассчитать достаточно сложно, принимается среднее значение, равное 180 кг/м2.
Вернуться к оглавлению
После определения веса всех элементов здания, а также снеговой и полезной нагрузки определяется общий вес дома, который действует на фундамент. При распределении этого веса на общую площадь подошвы фундамента получается удельное давление здания на грунт, рассчитываемое в т/м2.
Вернуться к оглавлению
Главным условием правильной и надежной работы фундамента является то, чтобы удельное давление здания было ниже, чем расчетное сопротивления грунта. Расчетным сопротивлением называется величина, при которой грунт не дает усадки под действием нагрузки. Значения расчетного сопротивления для разных типов грунта и регионов России представлены в нормативных документах, а именно ДБН В.2.1-10-2009 «Основания и фундаменты сооружений».
Так, зная тип грунта на месте строительства (исходя из контрольных шурфов или геологических изысканий), по нормативным таблицам определяют расчетное сопротивление.
К примеру, расчетное сопротивление некоторых видов грунта в т/м2 составляет:
Если сопротивление выше, чем нагрузка здания, то расчет фундамента выполнен верно. Для задания некоторого запаса прочности фундамента необходимо, чтобы величина сопротивления грунта была больше нагрузки на нее на 15-20%.
Вернуться к оглавлению
Если по результатам расчета получается, что сопротивление грунта меньше или равно нагрузке на него (с учетом 15-20% превышения), то необходимо увеличить площадь подошвы фундамента и провести новый расчет.
Если же размер сопротивления много больше размера нагрузки (с учетом 15-20% превышения), то размер подошвы можно уменьшить для экономии материалов и затрат и провести новый расчет со скорректированными параметрами.
При новом расчете необходимо учитывать, что при уменьшении размеров подошвы изменяется ее объем и, соответственно, вес.
Вернуться к оглавлению
Как уже говорилось ранее, важную роль при расчете фундамента имеет тип грунта на месте строительства. Так как геологические работы довольно дороги, не всегда целесообразно их заказывать, особенно при строительстве малоэтажных частных домов. Такие дома имеют обычно небольшой вес, который могут выдерживать большинство грунтов (кроме ила или торфяников). В таких случаях можно самостоятельно определить возможный тип грунта для использования его параметров в расчетах.
Для определения типа грунта необходимо сделать пробный колодец размером 0,8х0,8 м и глубиной до 2,5 м. Через каждые 0,5 м глубины берут пробу земли, маркируют ее и отделяют от других проб, защищая от осадков и внешних воздействий.
После взятия проб на всей глубине шурфа проводятся простые тесты, которые помогу определить тип основания:
По показателям этих тестов определяется возможный тип земляного основания. Для того чтобы перестраховаться от ошибок, величину сопротивления можно взять чуть большую, чем та, которая характерна для определенного типа грунта.
Если же по результатам теста не удалось определить тип грунта или грунт оказался илистым или торфяным, то для расчета лучше пригласить специалистов.
Данная методика позволяет упростить расчет размера ленточного фундамента при строительстве малоэтажных частных домов. Она позволяет определить основные параметры будущего фундамента с достаточной точностью. Если же есть какие-либо сомнения в правильности расчетов, то лучше не рисковать и обратиться к специалистам.
moidomkarkas.ru
ReadMeHouse
Энциклопедия строительства и ремонта