Расчет ширины ленточного фундамента

Монолитные и сборные фундаменты ленточного типа являются наиболее распространенными в малоэтажном строительстве. Это объясняется оптимальным соотношением надежности, несущей способности и финансовых затрат на строительство.

От чего зависит оптимальная ширина ленты

Размеры поперечного сечения ленточного фундамента определяются проектным расчетом и зависят от таких факторов как:

• тип грунта на участке застройки;
• глубина промерзания почвы;
• уровень залегания грунтовых вод;
• расчетный вес здания с учетом снегового покрова;
• ветровые нагрузки на стены и кровлю;
• материал, из которого будет возводиться основание.

Для сбора исходных данных приходится использовать справочную литературу, проводить гидрогеологические изыскания на участке.

Нормативные документы

Ширина ленточного фундамента, прежде всего, привязана к несущей способности грунта. Для плотной устойчивой почвы достаточно добавить по 70-100 мм с каждой стороны от толщины стены для получения оптимальной ширины ленты. А вот при неплотном и рыхлом грунте ее необходимо значительно увеличивать — в некоторых случаях она может достигать 900 мм.

Чтобы избежать большого расхода бетона или каменных материалов, применяют составные конструкции из широкой бетонной опоры внизу и верхней части ленты, ширина которой зависит от толщины стен. Основная проблема широких ленточных фундаментов заключается в невозможности их применения на подвижных пучинистых почвах и при высоком уровне грунтовых вод.

Нормативных документов, которые следует использовать при выполнении расчетов, три:

• СНиП 2.01.07-85 – Нагрузки и воздействия;
• СНиП 2.02.01-83 – Основания зданий и сооружений;
• СП 131.13330.2012 – Строительная климатология.

В первом изложена методика расчета фундамента. Во втором приведены стандартные требования к фундаментным конструкциям. В третьем указана глубина промерзания грунта по климатическим зонам для большинства крупных населенных пунктов.

Минимальная ширина

Методика расчета размеров сечения ленты определяет не конкретное числовое значение ширины, а величину, меньше которой она быть не должна. Реальное основание обычно на 10-20% больше, а минимальная ширина ленточного фундамента нужна для определения оптимального значения ширины и снижения расходов на строительство.

Иногда, при плотном устойчивом грунте и получении в расчетах минимальной ширины фундамента 200-250 мм, применяют компромиссный вариант. Строят нижнюю часть узкой, а верхние 300-400 мм определяют толщиной стен. Такой способ можно часто увидеть при строительстве легких бань, веранд и хозяйственных построек.

Максимальная ширина

В указанных выше нормативных документах понятие максимальной ширины фундаментной ленты отсутствует. Проектный расчет ширины ленточного фундамента должен быть направлен на обратное – определение оптимальных размеров с целью снижения финансовых затрат.

Однако, есть один важный нюанс, который следует учесть при строительстве зданий с обустройством подвала. В этих случаях ограничение максимальной ширины фундамента существует. Оно связано с весовым давлением на грунт и зависит от длины каждой отдельной стены, а также материала, из которого она сделана.

Для стен длиной до 3 метров фундаментная подошва должна быть не более:

• бетонный монолит – 400 мм;
• бетонные фундаментные блоки – 500 мм;
• бутобетон – 600 мм;
• кирпич полнотелый – 750 мм;
• бутовый камень – 800 мм.

Если стены длиной более 3 метра, то максимально допустимая ширина составляет:

• железобетонный монолит – 500 мм;
• бетонные фундаментные блоки – 600 мм;
• бутобетон – 800 мм;
• кирпич полнотелый – 900 мм;
• бутовый камень – 1000 мм.

Эти данные не являются нормативным требованием и взяты из практических наблюдений строителей. Поэтому их следует учитывать при расчетах, но не принимать за безусловные.

Какие данные потребуются для расчета

Кроме климатологических показателей региона, гидрогеологической структуры грунта и определения материала фундаментных стен, для разработки проекта требуется определить полный вес постройки, несущую способность грунта и длину стен.

Определение нагрузки от здания

Весовая нагрузка на ленточный фундамент определяется по простой формуле:

М+П+С+В, где:

• М – мертвая масса здания, включающая вес всех строительных конструкций и элементов, в том числе фундамента;
• П – полезная нагрузка или вес всего, что будет находиться внутри постройки и создавать давление на перекрытия;
• С – максимально возможная масса снегового покрова зимой и в начале таяния;
• В – ветровое давление на стены и кровлю.

Полученный расчетный результат следует умножить на коэффициент 1,2-1,25, обеспечивая 20-25% запаса прочности конструкции ленточного фундамента.

Несущая способность или сопротивление грунта

Этот показатель приводится в нормативной литературе и определяется ГОСТ 25100-95 «Классификация грунтов». Для наиболее распространенных типов почвы он составляет (в кг/см 2 ):

• суглинок – 1,5-2,8;
• глина сухая плотная – 1,6-3,0;
• песок мелкозернистый – 2,2-3,4;
• среднезернистый – 2,5-3,6;
• супесь – 2,6-3,6;
• песок крупных фракций – 3,6-4,6;
• гравий, щебень, галька – 5,1-6,5.

На показатель сопротивления весовым нагрузкам также влияет влажность, текучесть и пористость почвы, которые приходится учитывать при подготовке расчетных данных.

Пример расчета ширины подошвы под ленточный фундамент

Определение размера опорной фундаментной подошвы производится по формуле:

Ширина = масса здания : длина стен : сопротивление грунта

Предположим, что первоначальные расчеты при сборе данных показали:

• здание из газобетонных блоков с учетом полезной, снеговой и ветровой нагрузки создает весовое давление 165800 кгс;
• общая длина фундаментной ленты в доме 10 х 8 метров с одной поперечной перемычкой составляет 44 метра или 4400 см;
• грунт – сухая плотная глина с несущей способностью 1,9 кг/см 2 .

На основании этих показателей выполняем расчет ширины ленты для дома из газобетона:

165800 : 4400 : 2,1 = 19,83 см, округляем до 20 см

Получается, минимальная ширина ленты может быть равна 20 см. Однако, толщина газобетонных блоков 300 мм и фундамент должен выступать за края стены как минимум на 5 см. Следовательно, оптимальная ширина подошвы будет равна 400 мм, что обеспечит двойной запас прочности конструкции. К слову, полный просчет ленточного основания представлен тут, а вопрос оптимальной глубины заложения ленты рассмотрен здесь.

Усредненные значения ширины ленты для различных типов построек

Как показывают результаты эксплуатации здания, средняя ширина монолитного ленточного фундамента, в зависимости от типа грунта и размеров постройки, составляет:

Бани, веранды, гаражи, сараи и другие легкие хозяйственные постройки:

• на плотном грунте и глине – 250 мм;
• суглинки – 300 мм;
• песок и супеси – 350 мм;
• рыхлый песок, насыпные грунты – 450 мм.

Ширина ленты фундамента для одноэтажного дома из газобетона и легких каркасных зданий:

• плотный грунт и сухая глина – 300 мм;
• суглинки – 350 мм;
• крупно- и среднезернистый песок и супеси – 400 мм;
• рыхлый песок, плохо уплотненный насыпной грунт – 450 мм.

Под кирпичный дом высотой до двух этажей:

• плотные типы грунта – 500 мм;
• супеси и слежавшиеся пески – 600 мм.

Для строительства тяжелых домов на рыхлых, пучинистых и неустойчивых грунтах от ленточного основания лучше отказаться и подобрать другой тип основания. Однако, сначала обратитесь за консультацией к опытному специалисту. Не исключается, что в ваших расчетах есть ошибка.

Как произвести вычисление ширины ленточного фундамента: минимальные и максимальные значения, а также ее расчет под кирпичный дом

28.10.2018 1,671 Просмотров

Ленточный фундамент является основным и самым надежным типом основания, использующимся в строительстве.

Он известен уже много сотен лет, в течение которых отрабатывались приемы возведения, собиралась статистика использования, проверялись качества и свойства ленты.

Это является основной причиной высокой популярности среди строителей — длительная практика пользования позволила выявить и устранить слабые места в технологии, отработать методику до совершенства.

Просчитаны и проверены на практике все размеры и конфигурация фундамента. Рассмотрим один из наиболее важных показателей ленты — ширину.

От каких факторов зависит ширина ленточного фундамента

Параметры ленточного фундамента полежат тщательному расчету и обусловлены несколькими факторами:

• Типом грунта.
• Высотой уровня залегания грунтовых вод.
• Весом постройки.
• Величиной снеговой нагрузки в зимнее время.
• Материалом, из которого строится фундамент.

Ширина ленты привязана к несущей способности грунта. Рыхлый или неплотный грунт требует большой площади основания, при которой снижается удельное давление и возникает возможность строить достаточно крупные постройки.

В то же время, чем больше площадь основания, тем выше нагрузки пучения, воздействующие на него и создающие выталкивающее воздействие, заметно проявляющееся на мелкозаглубленных типах ленты.

В сложных случаях используют составное сечение ленты, когда опорный элемент — бетонная подушка — имеет большую площадь, позволяя рыхлому грунту прочно удерживать постройку без оседаний, а верхняя часть ленты намного уже, что позволяет уменьшить вес основания и существенно сэкономить стройматериалы.

Минимальная

В целом, минимальная ширина ленты — это расчетная величина, полученная в процессе вычисления параметров ленточного основания.

Методика расчета такова, что определяет не конкретный размер, а минимальное значение, меньше которого параметры ленты быть не могут.

Окончательный выбор обычно немного превышает минимум, на 10-15 % (иногда больше). Весь смысл расчетов заключается в определении минимально возможных значений, позволяющий наиболее экономичное и не затратное строительство.

Существует еще один способ определения толщины. Ленточный фундамент должен на несколько сантиметров (обычно 10 см) превышать толщину стен дома.

При этом, такое соотношение необходимо для того, чтобы стены имели надежное и достаточно широкое основание, позволяющее производить качественный монтаж или укладку.

В некоторых случаях применяют компромиссный вариант, когда верхняя площадка фундамента имеет увеличенную площадь для обеспечения условий строительства стен, а нижняя часть намного тоньше.

Это позволяется нормативами в случаях, когда, несмотря на большую толщину стен, их вес относительно мал и может удерживаться лентой малой толщины.

Для легких вспомогательных построек небольшого размера (баня, сарай) ширина ленты может составлять около 25 см на плотном грунте, а для кирпичного коттеджа в тех же условиях необходимо обеспечить ширину в 50 см.

Максимальная

Строительными нормами не регламентируется максимальная ширина ленты, поскольку в задачу любого проектировщика входит экономия, а не сверхнормативный расход строительных материалов.

Все методики расчета базируются на минимально возможных значениях и выбираются по принципу достаточности.

Предельных значений по максимуму не существует, так как из обычных соображений целесообразности никто не станет строить чрезмерно широкую ленту там, где достаточно гораздо меньших размеров. По образному выражению строителей, «никто не заинтересован закапывать деньги в землю».

Чаще всего принимают значения, на 10-15% больше расчетных, на случай изменения условий эксплуатации или с учетом гидрогеологических процессов, способных иногда преподносить не самые приятные сюрпризы. Единственным ограничивающим фактором может стать собственный вес ленты, оказывающий влияние на грунт.

Как правильно все рассчитать

Формула расчета площади основания выглядит следующим образом S>γn F/γc R0, где:

• γn — коэффициент надежности, равный 1,2.
• F — нагрузка на основание, т.е. общий вес дома, фундамента, снеговая нагрузка, вес имущества, людей и т.д., воздействующий на подстилающие грунтовые слои.
• γc — коэффициент условий работы. В зависимости от типа грунта он составляет от 1 (глина) до 1,4 (песок).
• R0 — условное сопротивление грунта. Табличное значение, находится в приложениях СНиП для данного типа грунта.

В результате этого расчета будет получена величина общей площади ленты. Для определения ширины основания (средней) полученное значение S надо разделить на общую длину ленты, включая внутренние стены и прочие участки периметра. Полученное значение покажет расчетную толщину основания ленты.

Это значение является минимальным. На практике его увеличивают, иногда в несколько раз.

Следует учесть, что приведенная формула дается лишь для ознакомления с методикой расчета. В любом случае эту работу должен выполнить грамотный и опытный специалист. Расчет фундамента — важная и ответственная процедура, обладающая большим количеством сложностей и специфических моментов.

Неподготовленный человек не может рассчитать такой проект, не допустив ряд грубых ошибок, следствием которых может оказаться разрушение дома. Как вариант, можно использовать онлайн-калькулятор, который позволяет получить параметры ленты по известным данным (тип грунта, расчетное или табличное значения сопротивления и т.д.).

Для уточнения полученных данных следует перепроверить полученные результаты на других подобных ресурсах.

Оптимальное расстояние для различным построек

Исходить только из величины или назначения построек нельзя, так как помимо веса дома важную роль играет тип грунта.

Чем плотнее подстилающие слои, тем меньшую ширину ленты можно делать при строительстве.

Для вспомогательных и хозяйственных строений ширина ленты допускается:

• Плотный (скальный) грунт, глина — 25 см.
• Суглинок — 30 см.
• Песок, супеси — 35 см.
• Мягкий слежавшийся песок — 40 см.
• Очень мягкий песок — 45 см.

Для одноэтажных легких домов (дача, каркасный дом):

• Плотный (скальный) грунт, глина — 30 см.
• Суглинок — 35 см.
• Песок, супеси — 40 см.
• Мягкий слежавшийся песок — 45 см.
• Очень мягкий песок — 50 см.

Для двухэтажных коттеджей:

• Плотный грунт — 50 см.
• Суглинок — 60 см.
• Остальные типы грунтов не имеют усредненных показателей и требуют отдельного специализированного расчета.

Необходимо учитывать, что средние значения редко годятся для конкретных ситуаций, поскольку всегда существует масса дополнительных факторов, не учтенных в таблицах.

Воздействие этих факторов способно радикально изменить условия эксплуатации и потребовать отдельного расчета, иногда произведенного по совершенно иной методике.

Полезное видео

В данном разделе Вы сможете узнать о том, как выбрать ширину ленточного фундамента под кирпичный дом:

Заключение

Ширина ленточного фундамента является наиболее важным показателем, определяющим его прочность и способность выдерживать нагрузки.

Расчетные значения нередко оказываются некорректными, так как учесть все виды воздействий крайне сложно, а иногда — невозможно.

Для гарантии прочности и соответствия несущей способности предстоящим воздействиям, толщину ленты принято увеличивать на 15-30 % от расчетной величины.

Это позволяет иметь некоторый запас, необходимый в случаях внезапного изменения состояния грунта или иных причин.