Как правильно рассчитать нагрузку на фундамент

Таблица средней несущей способности различных грунтов

Далее следует таблица с указанием средних цифр несущей способности или, как её ещё называют, расчетного сопротивления разных типов грунта в кгс/см².

Более точные расчеты с учётом всех коэффициентов, которые отображают влияние каждого существующего в реальных условиях фактора, можно выполнить следуя рекомендациям в нормативном своде правил за 2011 год СП 22.13330.2011 с названием Основания зданий и сооружений. Это официальное издание более старого стандарта СНиП 2.02.01-83*, выполненное научно-исследовательским институтом имени Н.М. Герсеванова.

В приведенной таблице отображены усреднённые результаты расчётов, проведенных с использованием формул и данных, основанных на описанном выше своде правил 2011 года.

Здесь можно видеть, что существует достаточно большой разброс в показателях сопротивления грунта. Это обусловлено в первую очередь влажностью почвы, которая непосредственно зависит от уровня залегания грунтовых вод.

Если нужно получить цифры в МПа или в Н/см², то можно перевести указанные в таблице значение согласно установленным соотношениям величин.

• 1 кгс/см² = 0,098 МПа или 1 МПа = 10,2 кгс/см²
• 1 кгс/см² = 9.8 Н/см² или 1 Н/см² = 0.102 кгс/см²

Для удобства существует также таблица, где указаны средние цифры расчетного сопротивления грунта в Н/см²

Аналогичная проблема с таблицами подобного рода — очень существенное различие между минимальными и максимальными значениями. В общем случае рекомендуется брать минимальные показатели, которые указаны в табличных данных. Для примера разместим ещё одну таблицу, наглядно иллюстрирующую подход зарубежных специалистов к обнародованию данных своих исследований.

Очевидно, что табличные цифры используются, как правило, теми, кто принял решение не заказывать профессиональное геологическое исследование почвы на своём участке. Поэтому имеет смысл давать показатели с запасом, чтобы при самостоятельных расчетах, даже если в них закрадется небольшая погрешность, это не привело к непоправимым последствиям.

В то же время даже при значительном запасе по прочности не факт, что конструкция здания будет достаточно стабильно стоять на основании в течение десятков лет. За такой срок качество грунта может измениться, если не были соблюдены соответствующие меры по защите фундамента от скопления осадочных вод. Для этих целей обязательно следует изготавливать отмостку с хорошей гидроизоляцией и дренажную систему по периметру постройки для централизованного сбора стоков.

Расчет нагрузки на фундамент

Прежде чем приступать к выбору основания для дома, необходимо составить проект постройки и провести расчеты нагрузки, которая будет оказываться на фундамент надземной частью здания. По своей сути расчет нагрузки на фундамент сводится к суммированию массы материалов, используемых при строительстве дома без основания, мебели и техники, которые будут впоследствии размещены внутри сооружения, нагрузки от проживающих в доме людей и сезонные нагрузки, например, от снежного покрова. Все это вместе и будет составлять общую нагрузку на основание дома.

Как рассчитать примерный «вес» дома

Естественно, приведенные ниже расчеты фундамента являются усредненными и приближенными. Но это не мешает использовать их при выборе конкретного типа основания с подходящими характеристиками. Предположим, что нам необходимо рассчитать дом со следующими параметрами:

• одноэтажный дом
• размер в плане – 10×6 м
• имеется одна внутренняя стена посередине дома
• высота этажа – 2,5 м
• цокольное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3
• чердачное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3
• кровля – рубероидное покрытие и шифер
• расположение дома – средняя полоса России

Приступаем к расчетам нагрузки от дома

Длина всех стен дома составит: (10+6)×2+6=38 м

Площадь стен при высоте этажа 2,5 метра: 38×2,5=95 м2

Площадь чердачного и цокольного перекрытия одинакова и составит: 10×6=60 м2

Площадь кровли с учетом 0,5 м выпусков по всем сторонам дома составит: 11×7=77 м2

Осталось только ознакомиться с данными таблицы, представленной ниже. Берем крайние верхние величины «на всякий случай» в целях безопасности.

Плюс ко всему стоит учитывать временные нагрузки, величина которых для северной части России самая большая – 190 кг/м2 кровли, для средней полосы составляет около 100 кг/м2, для южной – 50 кг/м2

Массы отдельных конструкций:

Масса стен: 95×270=25650 кг

Масса цокольного перекрытия: 60×150=9000 кг

Масса чердачного перекрытия: 60×100=6000 кг

Масса кровли: (50+50)×77=7700 кг

Нагрузка от снега: 100×77=7700 кг

В следующих статьях мы продолжим знакомить вас с порядком проведения расчетов интересующих вас типов фундаментов. В частности, поговорим о том, как правильно провести расчет фундаментов мелкого заложения. столь популярных на сегодняшний день ввиду своей экономичности. Будут затронуты и другие важные проблемы.

Плюсы и минусы материала

Прежде чем выбрать блоки для выполнения монтажных работ нужно ознакомиться с преимуществами и недостатками материала ФБС

Прежде чем выбрать блоки для выполнения монтажных работ нужно ознакомиться с преимуществами и недостатками материала ФБС. А именно таких:

• Хорошая прочность;
• Долговечность;
• Устойчивость к механическому и биологическому воздействию;
• Высокий уровень теплоизоляции;
• Экологическая безопасность;
• Широкий ассортимент моделей блоков.

Такие достоинства расширяют спектр применения изделий ФБС, позволяя использовать их в самых некомфортных условиях. Специалисты строительной сферы настоятельно рекомендуют использовать такой материал для укладки цокольных помещений, так как это позволить сократить время на возведения дома. Конечно, такие блоки имеют огромное количество преимуществ, но мы должны рассмотреть и минусы данных изделий:

• Стоит отметить, отметить, что блоки имеют высокую стоимость, но, она ниже, чем у монолита;
• Кроме этого, в большинстве случаем не получается получить максимальную герметизацию в местах стыкования. Если устанавливать фундамент наливного типа и цоколь, то можно получить более надежное строение. Особенно актуальна такая конструкция в сложных климатических условиях.
• Для строительных работ возведения цоколя, необходимо воспользоваться услугами специальных машин.

Важные показатели грунта

Свойства грунта, которые характеризуют его особенности и способность менять данные показатели под воздействием определенных химических и физических качеств, называются физическим свойством грунтов. Данные расчеты проводятся при учете удельного и объемного веса, границы пластичности, процента влажности, степени размокания и набухания, а также показателей усадки и водонепроницаемости.

Умение делать точные расчеты необходимо для того, чтобы обеспечить будущему зданию необходимую прочность, иначе оно может просесть, деформироваться или разрушиться. Кроме этого, эти данные позволят сэкономить средства при выборе оптимально подходящих в конкретном случае строительных материалов.

Тип фундамента определяется при учете типа грунта, а также глубины промерзания почвы и уровня нахождения грунтовых вод

Особое внимание уделяется определению удельного сопротивления грунта, справочную величину которого можно найти в соответствующей нормативной документации. Так, определив допустимую нагрузку на основание фундамента можно подобрать именно тот вариант, который не допустит усадки грунта под давлением его тяжести

Сделать все необходимые расчеты правильно сможет лишь профессионал. Это следует понимать

Тем, кто не имеет специальных навыков, знаний и опыта в этой работе следует доверить такое важное дело только специалисту. Тот, вооружившись необходимыми документами (нормативными) и строительными справочниками, сможет сделать прикидочные расчеты, максимально приближенные к реальным данным

Адаптация фундамента

Как правило, прежде, чем будет вырыт котлован под фундамент, необходимо обеспечить готовый проект дома грамотной адаптацией. Для этой цели предпринимаются следующие шаги:

1. Обязательно проверяется и проводится адаптация фундамента к условиям грунта в месте строительства.
2. Проводятся необходимые расчеты, цель которых — проверка конструкции дома на приспособленность к местным условиям.
3. Обеспечивается проверка (расчетная) приспособленности конструкции к нормативным нагрузкам, имеющим место в конкретной климатической зоне.

Чаще всего адаптация проекта дома, в том числе и фундамента, в отношении особенностей грунта, проводится в местном управлении архитектуры и градостроительства. На всех этапах строительства здания желательно доверить все вопросы специальным организациям, имеющим необходимые разрешения и соответствующие уровни квалификаций.

Грунт под фундамент состоит из верхнего слоя земли и любых горных пород. Именно он понесет на себе массу вашего будущего дома. Поэтому следует предварительно определиться с его прочностью и степенью сжимаемости, а также максимально точно определиться со всеми его свойствами и составами. Только при наличии этих сведений можно обеспечить правильный выбор фундамента под дом.

Данные для вычисления характеристик ленты

Примеры расчета оперируют такими данными, как:

Пример расчета бетона на ленточный фундамент.

• проект здания;
• снеговая нагрузка;
• отметка промерзания почвы;
• уровень грунтовых вод;
• характеристики грунта.

Читать также: Свёрла по дереву разновидности

Ленточный фундамент рассчитывается в четыре этапа:

• вычисление общей нагрузки на основание: масса конструкций коттеджа, эксплуатационные нагрузки (пользователи, мебель, интерьер), снеговая, ветровая нагрузка;
• определение удельного давления подошвы основания на почву;
• вычисление геометрических размеров ленты;
• корректировка геометрии по результатам предыдущих расчетов.

Пример расчета коттеджа класса эконом оперирует такими конструктивными элементами, как:

• фундамент;
• цоколь;
• перекрытие нулевого уровня;
• коробка дома;
• перегородки;
• облицовки, кровля;
• лестницы (наружные, внутренние);
• тепло-, паро-, шумо- и гидроизоляция;
• прочие конструкции (печь, камин, климатическое оборудование, отопительные котлы, коммуникации)

Ленточный фундамент виды и формы.

На этом этапе расчета ленточного фундамента потребуются чертежи (либо эскизы) с точными размерами. По ним высчитывается объем используемых конструкционных материалов. Для облегчения проектирования в сети существуют бесплатные сервисы для подсчета объемов бетона, количества кирпича, пиломатериала. После получения значений объемов конструкций цифры умножаются на плотность материалов, из которых они изготовлены. Полученный вес фундамента, перегородок, стен, перекрытий, кровли умножается на коэффициенты надежности, различные для отдельных конструкционных материалов:

• металл — 1,05;
• дерево, камень, железобетон, бетон — 1,1;
• заводские ж/б конструкции — 1,2;
• железобетон, залитый в пятне застройки — 1,3;
• грунт — 1,1;
• легкие материалы — 1,3.

Плотность материалов берется из таблиц справочников либо СНиП. Например, бетоны, в зависимости от наполнителя, могут существенно отличаться этой характеристикой (от 1,8 до 2,5 т в кубе объема). Параметры ленты задаются исходя из характеристик грунта, ширины стеновых материалов.

Собираем показатели грунта

При проектировании фундамента необходимо проводить геодезический анализ грунта на строительной площадке, который позволяет определить три важных показателя — тип почвы, глубину ее промерзания и уровень расположения грунтовых вод. Исходя из типа грунта вычисляется его несущая характеристика, которая используется при расчете опорной площади основания. Глубина промерзания почвы определяет уровень заглубления фундамента — при строительстве в условиях пучинистых грунтов фундамент необходимо закладывать ниже промерзающего пласта земли

На основании данных о грунтовых водах определяется необходимость обустройства дренажной системы и гидроизоляции фундамента.Важно: вышеуказанные показатели грунта вы можете собрать самостоятельно, для этого вам потребуется лишь ручной бур и рулетка

Рис: Структура грунтов на территории Московской области

Для сбора показателей необходимо с помощью ручного бура по периметру площадки под застройку сделать несколько скважин глубиной 2-2.5 м. Одна скважина должна располагаться в центре участка, еще две — в центральных частях боковых контуров предполагаемого фундамента. Необходимость бурения нескольких скважин обуславливается тем, что на разных участках площадки может наблюдаться отличающийся уровень грунтовых вод. В первую очередь нужно определить тип почвы: в процессе бурения возьмите изымаемый из скважины грунт (с глубины 2-ух меров) и скатайте его в плотный цилиндр, толщиной 1-2 сантиметра. Затем попытайтесь согнуть цилиндр.

• Если почва рыхлая и цилиндр из нее сформировать невозможно (она попросту рассыпается), вы имеете дело с песчаным грунтом;
• Цилиндр скатывается, но при этом он покрыт трещинами и разламывается при сгибающем воздействии, значит грунт на участке представлен супесями;
• Цилиндр плотный, но при сгибании ломается — легкий суглинок;
• Грунт хорошо скатывается, но при сгибании покрывается трещинами — тяжелый суглинок с большим содержанием глины;
• Почва легко скатывается, не трескается и не ломается при сгибании — глинистый грунт.

Далее необходимо определить показатель уровня грунтовых вод. Оставьте пробуренные скважины на ночь, чтобы они заполнились водой. На следующее утро возьмите деревянную рейку двухметровой длины и обмотайте ее бумагой, опустите рейку в скважину. По мокрому участку определите, на каком расстоянии от поверхности скважины расположена вода.

Рис: Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

Важно: определить фактический уровень промерзания почвы в домашних условиях невозможно. Для этого необходимо специализированное оборудование, при этом сам анализ выполняется на протяжении длительного времени наблюдения за конкретным участком

Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента.

Рис: Границы промерзания грунтов в разных регионах России

Расчет нагрузки на фундамент

Расчет веса каждого элемента производится с учетом параметров строительных материалов, из которых состоят эти элементы:

1. 1 м² кровли с асбоцементными листами весит 50 кг. Соответственно, если площадь рассматриваемой крыши 70 м², то ее вес равен 70 × 50 = 3500 кг = 3,5 т.
2. Вес 1 м² чердачного перекрытия из дерева 150 кг, соответственно общий вес 50 × 150 = 7500кг = 7,5 т. 
3. Вес 1 м² бетонного чердачного перекрытия 350 кг, соответственно общий вес 50 × 350 = 17500 кг = 17,5 т.
4. Вес 1 м² межэтажного перекрытия из дерева 200 кг, соответственно общий вес 100 × 200 = 20000кг = 20 т. 
5. Вес 1 м² бетонного межэтажного перекрытия 400 кг, соответственно общий вес 100 × 400 = 40000 кг = 40 т.
6. 1 м² внешней стены весит 250 кг. Соответственно, если площадь внешних стен 160 м², то общий вес равен 160 × 250 = 40000 кг = 40 т.
7. 1 м² внутренней стены весит 240 кг. Соответственно, если площадь внутренних силовых стен 50 м², то общий вес равен 50 × 240 = 12000 кг = 12 т.
8. Примерный вес погонного метра ленточного фундамента 1700 кг. Учитывая, что периметр фундамента 34 м, то его общий вес равен 34 × 1700 = 57800 кг = 57,8 т.
9. Вес полезной нагрузки (люди, оборудование, мебель) 26 т.
10. Вес снегового покрова 100 кг / м² кровли. Общий вес равен 50 × 100 = 5000 кг = 5 т. При расчете используется не площадь кровли, а площадь ее проекции (то есть площадь чердачного перекрытия). Также, величину снеговой нагрузки необходимо брать в зависимости от региона проживания.

Таблица определения снеговой нагрузки местности

Снеговой район	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Вес снегового покрытия Sg (кгс/м2)	80	120	180	240	320	400	480	560

Карта зон снегового покрова территории Российской Федерации:

Подсчитаем общий вес дома:

• Вес дома с деревянными перекрытиями 171 т.
• Вес дома с бетонными перекрытиями 201 т.

Для определения расчетной нагрузки увеличим общий вес на 30% и получим:

• Вес дома с деревянными перекрытиями 220 т.
• Вес дома с бетонными перекрытиями 260 т.

Теперь, зная тип грунта, можно определить и проанализировать площадь подошвы фундамента.

Таблица допустимого давления на грунт, кг/см²:

Грунт	Глубина заложения фундамента, м
1 — 1,5	2 — 2,5
Щебень, галька с песчаным заполнением	4,5	6,0
Дресва, гравийный грунт из горных пород	4,0	5,0
Песок гравелистый и крупный	3,2	5,5
Глина твердая	3,0	4,2
Щебень, галька с глинистым заполнением	2,8	4,2
Песок средней крупности	2,5	4,5
Песок мелкий маловлажный	2,0	3,5
Суглинок	1,7	2,0
Глина пластичная	1,6	2,0
Супесь	1,5	2,5
Песок мелкий очень влажный	1,5	2,5

Возьмем для примера песок средней крупности с допустимым давлением на грунт 2,5 кг/см² = 25 т/м².

Получаем:

• 220 т / 25 т/м² = 8,8 м² допустимая площадь подошвы фундамента дома с деревянными перекрытиями.
• 260 т / 25 т/м² = 10,4 м² допустимая площадь подошвы фундамента дома с бетонными перекрытиями.

Зная периметр (длину) фундамента (в нашем случае 34 метра), можно определить минимально допустимую толщину ленты:

8,8 м² / 34 м = 0,26 м = 26 см (для дома с деревянными перекрытиями).

10,4 м² / 34 м = 0,31 м = 31 см (для дома с бетонными перекрытиями).

Допускается, если толщина ленты будет больше рассчитанных значений. Изменение в меньшую сторону недопустимо.

Допустимые деформации строений и их превышение

Таблица показателей деформации зданий и сооружений.

Допустимые деформации жилого дома учитываются заранее, когда производится расчет общей нагрузки на основание.

Осадки, деформации фундаментов – неизбежное явление, величина которого регламентируется предельными значениями деформаций Приложением 4 СНиП 2.02.01-8.

Нарушение строительных норм наряду с неравномерной осадкой дома приводит к изменению положения дома или деформациям строения.

К распространенным деформациям дома относятся:

Прогиб и выгиб, возникающие при неравномерности осадки строения. При прогибе опасной зоной считается фундамент, при выгибе самой опасной становится кровля сооружения.

Сдвиг может быть результатом существенной просадки основания с одной стороны. Самый опасный участок – стена, располагающаяся в средней зоне.

Формы деформаций сооружений.

Крен происходит у зданий достаточно большой высоты, для которых характерна высокая степень изгибной жесткости. С ростом крена возрастает опасность разрушения здания.

Перекос возникает как следствие неравномерной осадки дома, которая приходится на определенный участок длинной стороны здания.

Горизонтальное смещение возникает, как правило, в районе фундамента или стен подвала чрезмерной горизонтальной загруженности.

При правильном расчете допустимых деформаций основания для гражданских многоэтажных и одноэтажных зданий максимальная осадка оснований должна находиться в пределах 8-12 см в зависимости от материалов каркаса.

Учет необходимых параметров

Влияние грунтового основания на фундамент Для обеспечения надежности несущего основания необходимо грамотно и правильно произвести подсчет всех нагрузок от усилий и внешних факторов, влияющих на проектируемое здание.

Для успешного выполнения сбора нагрузок необходимо предусмотреть следующие параметры:

1. Климатические условия места под застройку.
2. Тип почвенных грунтов и их структурные особенности.
3. Уровень горизонтальной линии грунтовых вод.
4. Особенности конструкции здания, объема и вида материалов для строительства здания.
5. Вид кровельной конструкции с материалами.

Все эти факторы служат исходными данными составления расчетной несущей способности ленточного фундамента.

Расчет нагрузки стен

Нагрузка стен определяется как объем стен, умноженный на удельный вес из таблицы 5, полученный результат делят на длину всех сторон фундамента, умноженную на его толщину.

Таблица 5 – Удельный вес материалов стен

Таблица – Удельный вес стен

1. Площадь стен равна высоте здания, умноженной на периметр дома: 3·(10·2+8·2)=108 м2.
2. Объем стен – это площадь, умноженная на толщину, он равен 108·0,4=43,2 м3.
3. Находим вес стен, умножив объем на удельный вес материала из таблицы 5:   43,2·1800=77760 кг.
4. Площадь всех сторон фундамента равна периметру, умноженному на толщину: (10·2+8·2)·0,4=14,4 м2.
5. Удельная нагрузка стен на фундамент равна 77760/14,4=5400 кг.

Нагрузка на почву, оказываемая обычным человеком.

Для подсчета нагрузки нам надо посчитать площадь наших стоп. Причем не по ноге, а по обуви. Площадь прямоугольника считается умножением его длины на ширину. Но ноги у нас, как правило, не имеют форму прямоугольника. Нам придется это учитывать, особенно потому, что мы поставили себе цель не загружаться теорией, а провести расчет просто, весело и занимательно.

Так вот я беру свой ботинок и линейкой очень приблизительно (округляю в меньшую сторону) меряю длину и ширину, как если бы это был прямоугольник. У меня получилось длина 28 см, ширина 10 см. Это по минимуму. Площадь прямоугольника получилась 28*10 = 280 см2 или 0,028 м2. При переводе мы помним, что в одном метре 100 сантиметров, а в одном квадратном метре – 10 000 (Десять тысяч) квадратных сантиметров. На сколько реальная площадь стопы меньше площади этого прямоугольника? На глаз не очень на много. Ну, скажем, на 20%. Ноги у нас две, и того получается общая площадь моей опоры на землю равна 280*2/20% = 448 см2 или 0,045 м2. Мой вес составляет 75 кг (и мне было не просто его достичь). Таким образом, нагрузка, которую я оказываю на почву, равна 75/448 = 0,167 кг на см2.

Как правильно вести вычисления

Если уж вы созрели с идеей строительства собственного дома и подошли вплотную к сооружению ленточного фундамента, то вы можете выбрать один из трех вариантов расчета:

1. Доверить работу профессиональному проектировщику.

2. Провести вычисления самостоятельно на калькуляторе, опираясь на собственный опыт (если он есть), доступную информацию и советы коллег.

3. Рассчитать все самому, используя для этого доступный онлайн-калькулятор расчета фундамента.

Подготовленный человек в точности знает, что, когда и как учитывать при вычислении размеров и материалов, опираясь на действующие нормативно-правовые акты:

• СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» с использованием рекомендаций пособия по проектированию.
• СНиП 2.08.01-85 «Конструкции жилых зданий», комплектуемый соответствующими методическими материалами.

Даже профессионалу необходимо выполнить один-два перерасчета, чтобы устранить возможные неувязки и добиться коэффициента потерь на уровне 1,12-1,15. Для этого используется специальное программное обеспечение. Естественно, за это придется заплатить не менее 5000 рублей.

Если заказчик не желает тратить дополнительные деньги на привлечение опытных проектировщиков, то может попробовать рассчитать материалы самостоятельно, на калькуляторе, опираясь на уже упомянутые нормы и рекомендации к ним. Придется учесть массу различных коэффициентов и условий, которые нельзя выбирать на авось.

Примерная цена заливки под ключ

Около 80 % ленточных фундаментов частных домов рано или поздно покрываются трещинами и нуждаются в регулярном техническом обслуживании. Так получается потому, что еще на этапе самостоятельных вычислений допускаются грубые ошибки или просто игнорируются очевидные факты для удешевления готового изделия.

Профессионалы подходят к вопросу ответственно, с реальным пониманием необходимого объема работ, тактики расчета и стоимости заливки фундамента под ключ. Конечно, она может существенно отличаться в зависимости от региона, материалов и услуг компании-подрядчика, но в среднем классическое основание в форме ленты обойдется заказчику в 14 000 — 16 000 рублей за кубический метр.

Сравнительная таблица стоимости выполнения работ по заливке фундамента наиболее употребляемых размеров в плане будет иметь следующий вид:

Размер фундамента в плане, м	Цена работ, рубли	Стоимость материалов	Цена заливки под ключ
4×6	55 000	80 000	130 000
6×6	60 000	90 000	140 000
6×8	70 000	105 000	165 000
6×10	100 000	130 000	215 000
8×8	105 000	140 000	230 000
9×9	110 000	150 000	245 000

Расчеты на онлайн-калькуляторе

Если у будущего владельца дома не возникает желания воспользоваться услугами профессиональных проектировщиков, и сам он не в состоянии осилить предстоящий объем работ, то можно обратиться к еще одному варианту – онлайн-калькулятору для расчета бетона фундамента.

Анализ грунта

Лучше заказать исследование специалистам, которые бурят скважины на разной глубине и берут образцы для лабораторного исследования физических и механических свойств. На поверхности находится слой плодородной почвы, затем располагается несущий грунт, на который опирается фундамент.

Основные виды грунтов:

• скальные;
• мерзлые с вкраплениями льда;
• дисперсные;
• техногенные с насыпными и намывными участками.

Самостоятельно можно определить категорию грунта, прокопав скважины под углами будущего дома. Нужно помнить, что перерасход материалов вызывает лишние траты, но слабое основание становится причиной разрушения строения.

Горсть грунта смачивают водой и скатывают в жгут, диаметр которого около 1 см. Полученный образец скатывают в кольцо.

Результаты:

• жгут распадается — песок;
• скатывается, но достаточно хрупкий — супесь;
• шнур получается, но в кольцо не складывается — легкий суглинок;
• сгибается в круг, но на поверхности есть трещины — тяжелый суглинок, приближенный к глине;
• липкий жгут при сгибании не образует трещин — глина.

Уровень грунтовой жидкости определяют по отметкам воды на стенках подвала у соседей. Глубина промерзания берется из справочника для области строительства.

Нагрузки на фундамент: классификация

Воздействие на постройку с внешней стороны состоит из постоянных нагрузок от веса самой конструкции и тех временных нагрузок, которые имеют сезонный характер. Нормативные нагрузки на фундамент представляют собой следующую совокупность нагрузок:

• вес конструкции;
• установленная строительными нормами величина полезной нагрузки (тяжесть от людей и различного оборудования);
• давление ветра;
• снеговая нагрузка;
• иные внешние воздействия, которые допустимы при эксплуатации здания.

Существует величина, которая определяется как коэффициент перегрузки и которая вычисляется учетом изменчивости и превышения показателей нормативных нагрузок. В то же время расчетная нагрузка является произведением нормативных показателей нагрузок на коэффициент перегрузки.

Известно, что любое здание состоит из конструкций наземных и подземных. Все те составляющие строения, которые определяются как находящиеся ниже нулевой отметки (стены подвала, технический этаж, фундамент, основание), определяются как подземные части постройки. Именно на основание, находящееся под фундаментом и передается вес всего сооружения. Для того чтобы определить необходимые характеристики основания инженер и архитектор должны в совместной работе определить подходящий тип фундамента, принимая к сведению все механические и иные показатели характеристики грунта, который имеет место под объектом проектирования.

Нагрузки на фундамент классифицируются на 2 категории:

• силовые воздействия;
• не силовые воздействия.

Силовые нагрузки на фундамент здания — это:

• сейсмическое давление;
• вес здания;
• давление боковое грунтовое;
• упругий отпор грунта;
• грунтовая влага;
• сила пучения грунта;
• вибрации.

Не силовые нагрузки на фундамент — это:

• влага воздуха в подвальном помещении;
• температура помещения в подвале;
• различные агрессивные примеси в воздухе и воде;
• различные биологические факторы.

Чаще всего в качестве основы под фундамент здания используются:

• грунты искусственно уплотненные при помощи силикатизации, механической трамбовки, гидроразрыва;
• поля свайные разных типов;
• грунт несжимаемый, отсыпанный вместо грунта слабонесущего.

С учетом наличия всех необходимых сведений, а также при наличии показаний типа грунта, глубины залегания грунтовых вод, планировки и этажности здания и характеристик используемых стройматериалов проводится расчет нагрузки на фундамент.

Принципы расчетов

Расчет фундамента строения включает определение таких важнейших параметров, как заглубление, площадь опоры на грунт, размеры основания. Он должен учитывать все определяющие факторы – геофизические характеристики грунта, климатические особенности, величины и направленность нагрузок, в том числе от веса всех элементов строения и самого фундамента.

Необходимые исходные данные следует брать у организаций, специализирующихся на геологических изысканиях, а также из проверенных источников.

Прежде чем приступить к строительству, необходимо определить потребность в бетоне, армирующих элементах и других материалах. Возведение фундамента нельзя останавливать на середине, а потому расчеты должны помочь правильно закупить нужное их количество.

Следует учитывать, что расчеты несколько различаются для разных типов фундаментов. Свои методики существуют для ленточных, столбчатых, плитных и свайных вариантов оснований. При отсутствии достоверных данных о состоянии грунта в месте закладки дома, придется проводить геологические исследования с привлечением специалистов.

Определение крыши и итоговый результат

Схема свайно-ростверкового фундамента.

Для определения тяжести крыши возьмем в качестве примера площадь проекции 120 кв.м и угол наклона крыши 30 градусов. Предположим, что для нашего домика понадобится 32 доски длиной 200 мм, толщиной 50 мм и 10 брусьев 150 мм на 100 мм. Удельный вес пиломатериалов на ленточный фундамент 500 кг/кв.м, теперь можно рассчитать вес стропил:

((32 х 0,06) + (10 х 0,09)) х 500 = 1410 кг.

К данной цифре прибавляется масса материала, выбранного для крыши. Возьмем ондулин (150 х 4 = 600 кг), общий вес кровли получится 2010 кг (1410 + 600).

К данному значению возьмем снеговую дополнительную нагрузку, к примеру, 120 кг/кв.м. Умножаем площадь крыши 120 на 120 кг и получаем 14400 кг дополнительной тяжести. Также следует учесть и ветровую нагрузку на ленточный фундамент. Здесь умножается площадь дома на 15 и высоту дома и прибавляется 40, получается ветровая нагрузка (100 х 15 х 7 + 40 = 14500 кг). Затем просчитывается еще дополнительная нагрузка, которая будет находиться в доме (мебель, оборудование, люди). Для помощи можно воспользоваться еще одной таблицей.

Строения	Дополнительный вес
Квартиры, общежития, гостиницы, детские сады, дома	195 кг/кв.м
Административные здания	240 кг/кв.м
Кабинеты и лаборатории научных, лечебных и образовательных учреждений	240 кг/кв.м
Читальные залы библиотек	240 кг/кв.м
Кафе, рестораны, столовые	360 кг/кв.м
Чердачные помещения	91 кг/кв.м

В качестве примера мы используем жилой дом, поэтому умножаем площадь дома на 195 (100 х 195 = 19500 кг). На финише мы получили все цифры, необходимые для суммирования подсчета на ленточный фундамент.

• стены дома — 75000 кг.;
• перекрытия — 65000 кг.;
• временная снеговая нагрузка — 144000 кг.;
• крыша — 2010 кг.;
• ветровая нагрузка на кв.м — 14500 кг.;
• дополнительная нагрузка (мебель, оборудование, люди) — 19500 кг.

Общая сумма получается 320010 кг. Теперь можно определить общий вес строения и превратить его сразу в формулу. Полный вес дома умножается на 1,3, тогда получаем несущую конструкцию грунта. Несущая способность грунта равна ширине основания, умноженной на его длину и умноженной на сопротивление грунта. Таким образом можно легко рассчитать ширину подошвы. Полную массу строение умножают на 1,3 и делят на длину основания, умноженного на сопротивление грунта.