Типы фундаментов. Ленточный фундамент.

Введение

         Данной статьёй мы продолжаем серию, посвященную типам фундаментов. Сегодня мы рассмотрим ленточный фундамент.
        Ленточный фундамент представляет собой монолитную или сборную ж/бетонную конструкцию, которая располагается по периметру дома под несущими стенами как внешними, так и внутренними. Основное назначение фундамента - передавать нагрузку от дома на грунт (основание). Поэтому для расчета основных характеристик фундамента необходимо произвести расчет веса дома (для этого, можно воспользоваться калькулятором расчета веса дома). Как уже говорилось в статье (Грунты и основания) в зависимости от типа грунта, меняются и его физико-механические свойства, главное из которых - несущая способность грунта. Несущая способность - это максимальная нагрузка, которую грунт способен воспринять от веса дома, без деформаций. Основная задача при расчете ленточного фундамента сводится к тому, чтобы подобрать такие геометрические размеры, которые позволили бы распределить нагрузку равномерно и не превышая несущую способность грунта.

        Для примера, рассмотрим следующий вариант: имеем дом, двухэтажный, наружные и внутренние стены которого выполнены из кирпича, толщина наружных стен в 2 кирпича (b=510мм), толщина внутренних несущих стен 1,5 кирпича (380мм). Размер дома в плане составляет 10 х 12 м, длина внутренней несущей стены составляет 12м.п.
По результатам расчета на калькуляторе мы получили общий вес дома (с временными нагрузками и коэффициентом надежности 1,3): 630тн, при этом нагрузка на несущие стены составляет 6,38тн/м.п.

Этап 1. Определяем ширину ленточного фундамента.

Ширину ленточного фундамента вначале подбирают исходя из геометрии стен, которые будут на него опираться. В нашем примере, наружные несущие стены - 510мм, принимаем ширину ленточного фундамента - 550 мм, внутренние несущие стены - 380мм, принимаем толщину ленточного фундамента - 400 мм.

Этап 2. Определяем площадь опирания фундамента.

Зная длину и ширину ленточного фундамента мы можем определить площадь опирания фундамента на грунт. В нашем примере:
Разделим ленточный фундамент на отдельные части для удобства подсчета (см. Рис.2)

1 часть - производим расчет части по осям "А" и "Б": 12 м.п х 0,55 м х 2 шт = 13,2 м2;

2 часть - производим расчет части по осям "1" и "2": (10 м.п. - 0,55 м) х 0,55 х 2 шт = 9,395 ~9,4 м2;

3 часть - производим расчет части по оси "Б": (12 м.п. - 0,55 м) х 0,4 = 4,58 ~ 4,6 м2;

таким образом суммарная площадь опирания нашего фундамента будет составлять: 13,2 + 9,4 + 4,6 = 27,2 м2;

Этап 3. Определяем распределенную нагрузку от дома на грунт:

для этого необходимо разделить вес от дома (с временными нагрузками и коэффициентом надежности 1,3) на площадь опирания фундамента:
630 тн / 27,2 м2 = 630 000 кг / 27,2 *10000 см2 = 2,316 кг/см2.

Этап 4. Сравнение нагрузки от дома с несущей способностью грунтов:

из таблицы №1 выбираем тот тип грунта, который находится на нашем участке строительства, например это "суглинки сухие, плотные". Несущая способность грунта такого типа - 3 кг/см2. Сравниваем с нашим расчетным показателем из этапа 3.
Нагрузка от здания должна быть меньше, либо равна несущей способности грунта. Если нагрузка больше, требуется перерасчет размеров фундамента. В нашем примере, нагрузка меньше, поэтому перерасчет геометрических размеров не требуется.

Этап 5. Определение высоты ленточного фундамента и его положение относительно поверхности земли.

        Для того, чтобы определить высоту ленточного фундамента рассмотрим его разрез  (см. Рис.3), на разрезе мы указываем глубину промерзания грунта в Вашем районе, это делается согласно карты(см. статью Грунты и основания), а так же указываем уровень грунтовых вод на Вашем участке: вариант 1 - уровень грунтовых вод выше глубины промерзания, вариант 2 - уровень грунтовых вод ниже глубины промерзания. Под подошвой фундамента располагается песчаное или щебеночное основание. Если уровень грунтовых вод гораздо ниже глубины промерзания (вар.2), можно не беспокоиться и принять высоту ленточного фундамента по глубине промерзания грунта, например если вы находитесь в регионе, где глубина промерзания 1,4 м., то достаточно чтобы песчаное или щебеночное основание для фундамента было на отметке -1,4 м. Так же необходимо учесть, что верх фундамента, должен выходить из поверхности грунта на высоту не менее 20 см.(лучше 30-40см), это необходимо для формирования отмостки, основное назначение которой - отводить дождевые и талые воды от фундаментов дома. Таким образом, высота нашего ленточного фундамента составит 1,6 м. Если уровень грунтовых вод выше глубины промерзания (вар.1), то обязательным условием является расположение подошвы фундамента ниже глубины промерзания. В случае когда уровень грунтовых вод очень близко к поверхности, то необходимы мероприятия по понижению уровня грунтовых вод, о чем мы поговорим позже, в другой статье.
        Таким образом мы определились с высотой фундамента, это оставшийся параметр для того , чтобы мы могли посчитать вес фундамента, он ведь тоже будет давить на основание! Поэтому его необходимо также учесть.
Зная общую площадь фундамента и его высоту, перемножаем их и умножаем на плотность железобетона - 2500кг/м3:
30,3 м.п. х 1,6 м х 2500кг/м3 = 121 200 кг = 121,2 тн;
Общий вес дома с фундаментом:
630 тн + 121,2 тн = 751,2тн;
пересчитываем нагрузку от дома с фундаментом:
751,2 тн / 30,3 м2 = 751 200 кг / 30,3 *10000 см2 = 2,479 кг/см2.
Снова сравниваем несущую способность грунта и нагрузку от дома - условие выполнено.
Таким образом мы рассчитали основные геометрические размеры нашего будущего фундамента, осталось сделать последний шаг.

Этап 6. Расчет армирования ленточных фундаментов.

       На данном этапе определяются марка бетона, его объем, количество необходимой арматуры, её вес, диаметр и класс, а так же расположение внутри фундамента. Поскольку расчет всех параметров ленточного фундамента очень сложен, лучше всего обратиться к онлайн калькулятору, их сейчас достаточно в сети Интернет.

      Остался ещё один вопрос - стоимость ленточного фундамента.
Для расчета укрупненной стоимости нам необходимо:

• определить состав работ;
• перечень необходимых материалов.

       Состав работ:

1. Разработка грунта - (из расчета на площадь поперечного сечения фундамента берем 4 площади сечения для траншеи) - 1,6 х 0,55 х 4 = 3,52м2 умножаем на 56 м.п. общую длину фундамента (периметр (12+10)*2=44 + 12 = 56м.п.) получаем - 197,12м3
2. Устройство песчаного (щебеночного) основания - 0,3м (толщина) х 1,6 (ширина траншеи) х 56 м.п. (периметр) = 26,88м3
3. Устройство опалубки - 1,8 (высота опалубки) * 2 (с двух сторон) * 56 м.п. (периметр) = 201,6 м.кв.
4. Устройство арматурного каркаса - можно взять данные из калькулятора, можно взять усредненный показатель 35 кг/м3 бетона.48,5 м3 (объем бетона) х 35 кг = 1697 кг.
5. Укладка бетонной смеси - 48,5 м2;
6. Распалубливание - 201,6 м.кв.

      Перечень материалов:

1. Песок(щебень) - 26,88 * 1,3 (коэфф. уплотнения) = 34,9м3;
2. Щиты опалубки - 201,6 м.кв.;
3. Арматура - 1,7 тн.;
4. Бетон - 48,5 х 1,02 = 49,47м3;

       Далее, в зависимости от региона, где Вы собираетесь строить определяете рыночные расценки на работы и материалы.

       Сводим все данные в таблицу №2. и смету:

       Если разделить всю сумму на объем фундамента, то мы получим усредненный показатель 11048,49 руб./м3 бетона

       Мы рассмотрели один из самых распространенных типов фундаментов - ленточный фундамент, ознакомились с его расчетом и даже посчитали стоимость. В следующих статьях мы рассмотрим остальные типы фундаментов.