Как рассчитать фундамент для дома

В среде загородных застройщиков можно часто услышать один из ряда основных вопросов: «Как рассчитать фундамент, чтобы правильно построить дом и немного сэкономить на его возведении?» Пользуясь представленными в материале советами, можно произвести качественный расчёт фундамента самостоятельно. Это подходит для тех застройщиков, которые решили сэкономить на услугах специалистов, либо просто не имеют возможности обратиться к таковым.

Данные советы не смогут на все 100% показать нужный результат. Основной целью данной статьи является дать понять застройщику основные принципы и факторы, от которых зависит правильный расчёт ленточного фундамента. Мы опишем принципы расчёта требуемого объёма фундаментного котлована, а так же поможем понять, как правильно рассчитать все нагрузки, которые будут осуществляться на фундамент. Поэтому, чтобы правильно и точно произвести расчет, необходимо знать некоторые моменты самого строительства.

Основные положения расчёта

Расчёт любого фундамента при начальном строительстве жилого дома или другой хозяйственной постройки состоит из двух частей:

1. Общий расчёт способностей грунта;
2. Непосредственный расчёт грунтовой деформации.

Начать стоит с рассмотрения основ расчёта фундаментной конструкции, связанного с несущими функциями грунтовой массы. Рассмотрение данного примера является актуальным по той причине, что именно он будет более доступен и понятен начинающему строителю.

Такие расчётные работы состоят из трёх стадий:

1. Вычисление общего веса будущего дома, включая сезонную нагрузку снега и бокового давления грунта на монолит фундамента;
2. Определение точного размера фундаментной конструкции;
3.  Внесение поправок в полученный размер фундамента.

Теперь можно рассмотреть каждый из трёх этапов поочерёдно. Детальное объяснение всех факторов и нюансов поможет более детально вникнуть в общий процесс расчёта.

Вычисление общего веса будущего дома

Первым делом, необходимо рассмотреть и учесть все нагрузки, которые будут осуществляться на фундаментную конструкцию. К таким нагрузкам относится сам вес будущего дома и все те конструкции, которые будут расположены на данном объекте. А если еще приплюсуете сюда временные нагрузки в виде снега и ветра, то ваш расчет будет более точным.

Для начала нужно определить основные элементы конструкции, которые своим весом будут давать основную нагрузку на полотно фундамента. Для примера нужно взять обычный дом, который строится по строительным нормам. Итак, такой дом будет давать нагрузку посредством:

• Самого фундамента;
• Цокольного этажа и теми материалами, которыми он отделан;
• Перекрытия цокольного этажа и полов дома;
• Стен (внутренних и наружных);
• Отделочных материалов всех имеющихся стен;
• Дверей и окон;
• Перекрытий потолка и материалов его отделки;
• Стропильного каркаса крыши;
• Кровельных материалов и элементов его крепления;
• Лестницы на второй этаж, если таковая обозначена в проекте дома;
• Всех крепёжных материалов, которые будут использоваться при строительстве;
• Изоляционных материалов, которые будут расположены на чердаке и в подвале.

Для того, чтобы правильно рассчитать общий объём данных элементов и строительных материалов, необходимо подключить к расчёту графические работы.

Не нужно обладать академическими познаниями, чтобы составить элементарный чертёж всех необходимых элементов будущего дома. При составлении таких чертежей нет нужды соблюдать полный, на сто процентов точный эскиз.

Достаточно будет создать приближенный к реальности чертёж, по которому можно будет просчитать все необходимые элементы конструкции. Именно благодаря таким эскизам, становится возможным произвести расчёт общего объёма всего дома.

Чтобы рассчитать объём прямоугольной конструкции здания, необходимо просчитать размеры длины (Д), высоты (В) и ширины (Ш). Все эти значения перемножаются, вследствие чего мы получаем общий их объём (V). В том случае, если дом предполагается не просто прямоугольной формы, а с созданием сложной геометрической фигуры, стоит разбить такую сложную форму на простые геометрические элементы и перемножить их по отдельности. Объём можно высчитывать как в метрах, так и в сантиметрах. Из этого следует, что общее значение объёма коробки будет иметь значение см³ или же м³.

Далее следует определить удалённый вес (Y) всех используемых строительных элементов и материалов. Удельный вес каждого материала можно отыскать в СНиП.

Вот только некоторые из существующих сегодня материалов, особенно если они производятся за границей, в данном строительном документе найти не получится. Но, расстраиваться не стоит, ведь существует такая полезная вещь, как интернет. Здесь можно найти не только характеристики интересующего вас материала, но и его удельный вес.

Располагая информацией об объёме и используемом для строительства материале, можно узнать их общий вес. Для этого нужно умножить полученный ранее объём Vм³ просчитанных конструкций на общий удалённый вес используемых элементов Y кг/м³, который мы узнали из интернета или СНиПа. Результатом этого умножения станет общий вес конструкции (Р), который будет обозначаться в килограммах. При необходимости данный вес можно преобразовать из килограммов в тонны.

При использовании в качестве перекрытий бетонных плит, а также вспомогательных в строительстве материалов таких, как блоки для фундамента, различные плиты и балки, а также изоляционные плиты – можно достаточно просто узнать их общий вес. Все эти материалы обозначены в строительных нормах и правилах. Здесь можно найти все их физические характеристики, включая вес. Нам остаётся только посчитать количество каждого элемента строительства, а затем умножить на известный вес одного элемента или материала.

Размер фундамента

Расчёт фундамента для дома включает в себя определение размера самого фундамента. По той причине, что размер фундамента можно смело считать величиной искомой, необходимо задавать такой размер приближенно.

Для этого нужно отталкиваться от предусмотренной конструкции самого фундамента. Такая конструкция может быть сборной или монолитной. Не стоит забывать и про материалы, из которых данный фундамент будет изготавливаться.

Затем стоит рассмотреть глубину котлована для фундамента. Выбор глубины заглубления котлована зависит от типа грунта, глубины его промерзания и уровня грунтовых вод. Все эти факторы непосредственно влияют на ту глубину, которая необходима для качественного фундамента.

Промерзание грунта может начинаться от полуметра до 2 метров глубины. При этом не стоит забывать про уровень грунтовых вод. Нижняя часть фундамента должна находиться на плотном грунте, а не на плывуне. Правильный выбор толщины фундамента зависит также от типа грунта. Обычно, такая ширина составляет 35 сантиметров.

Основываясь точными данными, к которым относятся сам проект постройки, рекомендуемая СНиПом ширина фундамента и многие другие факты, можно рассчитать геометрические точные размеры будущего фундамента.

Такие размеры считаются в метрах. Для этого необходимо длину, ширину и высоту перемножить. Итогом этого умножения будет общий объём требуемого фундамента в квадратных метрах. Для того, чтобы определить общий вес готового фундамента, нужно его объём умножить на удельный вес. Так мы получим вес фундамента в килограммах или тоннах, если такое исчисление необходимо.

Для того, чтобы производить дальнейшие расчёты, нужно будет использовать только ширину его нижней (подошвенной) части. Делается это по той причине, что именно от этой ширины зависит основное давление фундамента на грунт. По этой причине, следует оценить площадь нижней части фундамента в квадратных метрах. Для этого длину нужно умножить на ширину. Стоит отметить, что ширина будет играть роль переменной функции, которую необходимо будет подставлять в расчётах.

Нагрузка снега

Для того, чтобы узнать общую нагрузку снега на крышу дома, нужно умножить общую площадь крыши на приблизительный вес покрова снега. Узнать толщину снегового покрова можно из строительных норм, в которых есть таблица выпадения снега в определённом районе строительства. Для этого нужно смотреть раздел «Нагрузки и воздействия».

Существует такое понятие, как поправочный коэффициент μ. Такой коэффициент рассчитывается по-разному для односкатных и двускатных крыш. При умножении данного значения на такие величины, как 80 и 180 кг/м², можно узнать общую нагрузку снега.

Определение полезных нагрузок

Полезная нагрузка на фундамент – это вес отопительного оборудования, мебели, бытовой техники и хозяйственного оборудования, вес людей, проживающих в доме, и всё остальное, что связанно с этим фактором. Такая нагрузка всегда учитывается с определённым запасом. Для того, чтобы определить полезную нагрузку на фундамент, необходимо общую площадь дома умножить на 180 кг/м².

Определение общего давления на упорный грунт нижней части фундамента

Таким образом, для того, чтобы узнать точный вес всей конструкции дома с полезными и снеговыми нагрузками, необходимо суммировать все подсчитанные величины.

Этот вес и будет осуществлять основное давление на фундамент здания.

Если разделить весь полученный вес постройки на площадь нижней части фундамента, мы получим общее давление всей конструкции на подошвенную часть грунта под конструкцией фундамента. Данная величина обозначается Р, т/м².

Общий размер фундамента

Типов грунта в нашем районе достаточно много. Каждый такой тип воспринимает удельное давление Р, т/м² по разному. Показатель определения такой нагрузки на отдельные типы грунта называется сопротивлением грунта расчётного типа. Обозначается данное значение R, т/м².

Для того, чтобы фундамент качественно и надёжно выполнял свои основные функции, необходимо придерживаться следующего правила: общая нагрузка дома на грунт под фундаментом не должна превышать расчётное грунтовое сопротивление.

Размер величины расчётного сопротивления грунта можно узнать из специальной таблицы в строительных нормах. Для этого необходимо знать точные характеристики грунта под будущим фундаментом. Узнать это можно при помощи геологических изысканий грунта, которые проводят специальные фирмы или государственные учреждения.

К примеру, вот некоторые материалы, которые имеют определённую величину R для твердого грунта:

• Щебень или средняя галька (40-60);
• Крупный гравий (35-50);
• Крупнозернистый береговой песок (50-60);
• Обычный песок (40-50);
• Супеси (20-30);
• Глина (10-60);
• Суглинки (10-30).

При организации фундамента, необходимо предусмотреть небольшой запас прочности. Для того, чтобы соблюдать такой запас прочности, необходимо сделать так, чтобы величина Р была на 20% меньше, чем величина R.

Поправки в размере фундамента

Если условия запаса прочности фундамента выполнены правильно, то можно переходить к пересмотру всех размеров и внесению некоторых корректировок.

Для начала, необходимо немного увеличить общую площадь нижней части фундамента. Проверка размера фундамента производится путём расчёта. Если в целях экономии фундамент был немного уменьшен, то стоит учитывать, что это повлияет на его общий вес. Из-за этого при проверке всех расчётов нельзя забывать про изменившийся вес всего фундамента.

Определение грунта на строительном участке

Для того, чтобы определить тип и свойства грунта на строительном участке, можно обратиться за помощью к специалистам геологам. Такие специалисты при помощи лабораторных исследований дадут полный отчёт по типу и возможностям грунта.

Но, такой вариант определения грунта чаще применяется для тех жилых домов, которые будут иметь сложную конструкцию и большой размер, соответственно, и вес. Если дом для постройки планируется самый обычный, то в таких мерах определения нет нужды. Все работы по определению типа грунта можно провести самостоятельно.

Первым делом, необходимо вырыть пробный шурф размером 0,8 на 0,8 метра. Глубина такого колодца должна составлять 2 метра. Через первые полметра глубины, берётся проба грунта и помещается в любую ёмкость.

Таких проб необходимо четыре штуки, берутся они через каждые 0,5 метра. Все эти образцы должны находиться в разных ёмкостях в защищённом от влаги месте. Кроме того, нельзя допустить испарения влаги из образцов. Для этого их можно накрыть обычной плёнкой.

Далее можно переходить к проведению специальных тестов, которые смогут дать оценку грунта без привлечения геологов.

Необходимо взять немного грунта и основательно его намочить. Грунт стаёт эластичным и немного похожим на пластилин. Из этой массы при помощи ладоней нужно скрутить некое подобие жгута диаметром до 15 миллиметров.

Длины будет достаточно и 10 сантиметров. Данную заготовку нужно согнуть в круг. Если полученное кольцо из грунта рассыпалось, то это супеси. Если заготовка распалась на 2 или 3 части, то это суглинка. В том случае, если кольцо осталось целым, значит, грунт на участке глиняный.

Таким образом, можно узнать, какой грунт выступает в качестве подошвы фундамента. Исходя из таких показателей, можно приступать к определению глубины заглубления фундамента и его ширины.

Более детальные расчёты можно производить после того, как будет выполнен основной расчёт грунта и самого фундамента. К дополнительным расчётам можно отнести расчёт арматуры в ленточном фундаменте, а также всех остальных материалов, которые будут использоваться для выполнения этой части строительства дома.

Несмотря на всю простоту таких расчётов, иногда случаются некоторые проблемы. Даже после нескольких перепроверок полученного результата, начинающий строитель не может сойтись в точности подсчётов. В таком случае, не стоит рисковать, а лучше обратиться за помощью к квалифицированным специалистам, которые произведут точные и качественные расчёты. Такие услуги придётся оплачивать, но, лучше заплатить за работу архитектору, чем понадеяться на неправильный расчёт и построить ненадёжный дом.