Строительство любого дома начинается с планирования фундамента. Фундамент – это основа и важнейшая часть здания. Его грамотная и основательная укладка обеспечит долговечность и устойчивость всего строения. Поэтому расчёт фундамента под дом должен быть проведён в высшей степени точно и скрупулёзно.

Расчёт фундамента под дом: как не запутаться в цифрах

Грамотная укладка фундамента обеспечит долговечность и устойчивость всего здания

Обязательные данные для расчёта фундамента под дом

Для расчётов каждого фундамента нужно знать общую массу дома, которую он должен гарантированно выдерживать. Общая нагрузка складывается из массы всех стройматериалов, полезной нагрузки и снеговой нагрузки.

Общая масса дома включает вес всех стройматериалов, а также полезную и снеговую нагрузки

Общая масса дома включает вес всех стройматериалов, а также полезную и снеговую нагрузки

Масса стройматериалов вычисляется путём умножения удельного веса материала на используемый объём. Полезная нагрузка заключается в давлении, оказываемом людьми, мебелью и вообще всем, что будет находиться в доме. Для облегчения подсчёта полезной нагрузки принято считать, что на 1 м² площади давит 180 кг, и умножают это значение на общую площадь (все этажи) дома.

Снеговая нагрузка вычисляется с помощью специальной карты, в которой указано среднее значение давления снега на 1 кв. метр по регионам. Это значение умножается на коэффициент (в зависимости от угла наклона крыши) и на общую площадь кровли.

Коэффициент считается равным 1, если угол склона кровли не превышает 25°, равным в среднем 0.7, если угол склона больше 25° и меньше 60°, равным 0, если угол склона больше 60°.

Климатические условия, свойства грунта, его уровень промерзания, близость к поверхности грунтовых вод – все эти факторы будут определяющими при выборе типа фундамента будущего здания. Существует несколько разновидностей фундаментов, и для каждого разработан свой метод расчёта.

Районирование территории по расчетному значению веса снегового покрова

Районирование территории по расчетному значению веса снегового покрова

Ленточный фундамент для частного строительства

Ленточный фундамент характеризуется высокой устойчивостью. Его надёжность зависит от глубины погружения в почву. Подходит в основном для строительства невысоких зданий, выдерживает внушительные нагрузки.

Если на месте будущей стройки находится пучинистая почва и уровень грунтовых вод мелкий, то будет укладываться мелкозаглубленный ленточный фундамент. Этот фундамент заглубляется в грунт почти на полметра, и возвышается над землёй на тридцать сантиметров.

Если уровень грунтовых вод глубокий, то укладывается заглублённый фундамент. При необходимости глубины ленточного фундамента свыше 2 метров целесообразно использовать другие типы фундаментных оснований.

После составления плана, уточнения типа грунта и глубины залегания подземных вод можно производить расчёты.

Надёжность ленточного фундамента зависит от глубины погружения в почву

Надёжность ленточного фундамента зависит от глубины погружения в почву

Расчёт размеров фундамента: ширина, длина, глубина

Для расчёта ленточного фундамента необходимо определить следующие параметры:

  • ширина фундамента;
  • длина фундамента;
  • глубина заложения фундамента, высота цоколя, общая высота фундаментного основания.

Ширина фундамента зависит от ширины стен будущего строения (она должна на 100 мм превышать толщину несущих стен), от площади подошвы основания и наличия арматуры в конструкции фундамента.

Стандартной толщиной фундамента принято считать 400 мм.

Длина фундамента равна сумме длин всех стен планируемого строения.

Самое сложное в расчётах – вычислить глубину установки бетонного основания.

Ширина фундамента должна превышать на 100 мм толщину стен

Ширина фундамента должна превышать на 100 мм толщину стен

Глубина фундамента; какие параметры берутся в учет

Глубина заложения фундамента зависит от самого строящегося здания, климатических условий, почвы и глубины подземных вод. Также на этот параметр влияет наличие подвала, отопления, количество этажей и общая масса.

Из-за морозного пучения почвы фундамент необходимо заглублять ниже уровня замерзания грунта на 15-20 см. Для расчёта глубины фундамента в этом случае понадобятся данные по глубине промерзания земли на месте строительства. Эта информация есть в свободном доступе.

Если глубина промерзания превышает 2 метра, то либо выбирают другие варианты, либо  закладывают ленту выше уровня промерзания. Однако, в таком случае придётся утеплять цоколь, фундамент и обустраивать отмостки. Отмостки вокруг фундамента готового дома позволят задерживать и отводить лишнюю воду и будут закрывать и предохранять близлежащую почву от насыщения влагой, что снизит пучение грунта и теплопотери здания. Причём глубина фундамента, как правило, составляет меньше метра.

Высота цоколя в среднем составляет 300 мм. Общая высота фундамента складывается из глубины заложения и высоты цоколя.

Глубина фундамента зависит от массы здания, почвы, климатических условий и подземных вод

Глубина фундамента зависит от массы здания, почвы, климатических условий и подземных вод

Для расчёта бетона на ленточный фундамент потребуются следующие данные: объём ленточного фундамента и массу 1 м² непосредственно применяемого состава бетона.

Расчёт объёма фундамента проводится на основании длины, ширины, глубины и схемы фундамента.

Расчёт фундамента под дом с плитным основанием

Плитный фундамент универсален, так как он подходит практически для всех типов почв (торфяные, болотистые, песчаные) и зданий. Именно такой фундамент заслужил право считаться самым надёжным. По-другому его называют монолитным. Единственным недостатком считается дороговизна возведения.

Особо стоит отметить достоинства монолитного основания:

Плитный фундамент универсален и считаться самым надёжным

Плитный фундамент универсален и считаться самым надёжным

  1. Способность выдерживать большие нагрузки. Плитные фундаменты обладают самой высокой несущей способностью, поэтому они могут закладываться в основе одно- и многоэтажных зданий из разных по тяжести стройматериалов.
  2. Есть условия для полноценного обустройства цокольного этажа и отмостков.
  3. Простота технологии закладывания плитного фундамента. Доступна даже частному застройщику.
  4. Монолитная плита самая долговечная, срок её службы составляет свыше 150 лет.
  5. Создание монолитного основания не требует слишком объёмных земляных работ: глубина заложения такого фундамента минимальная.

Важно! Плитный фундамент благодаря массивности и прочности высокоустойчив к выталкивающим воздействиям пучения грунта и силовым нагрузкам на появление трещин. Поэтому такое основание отлично переносит зимний сезон.

Расчёт плитного фундамента: на что обратить внимание

Монолитный фундамент, по сути, является мелкозаглубленным. Верхняя поверхность заливки бетона производится вровень с землёй. Плоскость плиты должна быть на 0.2 метра больше основания дома со всех сторон.

Для тяжелых двухэтажных домов нужна армированная плита толщиной 300 мм

Для тяжелых двухэтажных домов нужна армированная плита толщиной 300 мм

Толщина бетонной плиты варьируется от 150 до 350 мм в зависимости от типа грунта, глубины подземных вод и общей массы постройки.

При строительстве частного дома расчёт монолитного фундамента производится на основе усреднённых значений. Так, для лёгких хозпостроек подойдёт толщина плиты 150 мм и один ряд арматурной сетки, для двухэтажных лёгких домов – 250 мм и объёмная двухуровневая арматурная сетка, а для двухэтажных домов из бетона и кирпича с тяжёлыми кровельными перекрытиями – 300 мм и объёмная двухуровневая армация.

Расчёт арматуры для фундамента производится довольно просто. Допустим, что надо рассчитать количество и общий метраж арматурных прутов для плиты размером 7х8. Толщина плиты будет 20 см. Установлено, что расстояние между прутьями в среднем принимается за 20 см. Сетка будет двухуровневая.

Толщина монолитной плиты варьируется от 150 до 350 мм

Толщина монолитной плиты варьируется от 150 до 350 мм

  • число прутов в одном ряду: 8:0.2 = 40 и нужно добавить 1, получается 41;
  • так как необходимо сделать сетку, то будут ещё и перпендикулярные пруты: 7:0.2 = 35;
  • всего прутов понадобится: 41+35 = 76 в одном уровне и 76х2=152 прута для двух уровней;
  • обычно длина арматурного штыря имеет 6 метров, значит, общая длина арматуры равна 152х6 = 912 метров;
  • число вертикальных прутов для соединения вычисляется по числу пересечений в сетке: 41х35 = 1435;
  • толщина плиты 20 см, расстояние от краёв плиты внутри до каркаса должно быть не менее 5 см, поэтому длина соединительных штырей будет равна 20-5х2 = 10 см;
  • длина всех соединительных прутов: 1435х0.1 = 143.5 метра;
  • общая длина арматуры: 912+143.5 = 1055.5 метра.

Важно! В монолитных плитах армирующую сетку не сваривают. Принято её связывать специальной проволокой, что создаёт дополнительную гибкость фундаменту.

Армирующую сетку не сваривают, а связывают специальной проволокой

Армирующую сетку не сваривают, а связывают специальной проволокой

Расчёт цемента на фундамент довольно прост. Количество и марка цемента зависит от состава бетона, который требуется применить для фундамента.

Если будущее строение является нестандартным, то размеры плитного фундамента вычисляются индивидуально с помощью специалистов.

Столбчатый фундамент: особенности конструкции

Название говорит само за себя. Основой фундамента являются столбы, которые заглубляются в грунт на расчётную глубину. По верхам столбов устанавливается бетонная или металлическая рама (так называемый ростверк).

Материалом для изготовления столбов служит бетон, сплошной глиняный кирпич, бутовый камень, бетоноблоки или металлические трубы. Внизу столбы могут иметь более широкую подошву, что увеличивает площадь опоры. Опорные столбы располагают на расстоянии 1,5-2,5 метра друг от друга.

Основой столбчатого фундамента являются заглубленные в грунт столбы

Основой столбчатого фундамента являются заглубленные в грунт столбы

Полезный совет! Не рекомендуется соединять в одну целую конструкцию дополнительные постройки (крыльцо, веранда и др.). Они должны обустраиваться отдельным фундаментом, и отделяться деформационным швом от основного здания. Нагрузка от крыльца намного меньше нагрузки от дома, поэтому у них будет различная усадка.

Расчёт столбчатого фундамента согласно формуле

До расчёта количества столбов для конкретного здания необходимо вычислить нагрузку на фундамент, массу фундамента и узнать из справочника максимально допустимую нагрузку на одну опору. При расчётах должно соблюдаться условие: давление на подошву фундамента должно быть меньше показателя сопротивления грунта.

Предлагается следующая формула:

Минимальное число опор = («нагрузка на фундамент» + «масса фундамента») / «допустимая нагрузка на одну опору».

Для запаса прочности допускается увеличение числа столбов на 40%. Расположение столбов должно учитывать нагрузки по стенам (под несущими их должно быть больше). Столбы должны обязательно располагаться по углам дома и под точками пересечения всех стен.

Для увеличения запаса прочности фундамента допускается увеличение количества столбов на 40%

Для увеличения запаса прочности фундамента допускается увеличение количества столбов на 40%

Пример расчёта столбчатого фундамента

Проведём расчёт фундамента под дом каркасной конструкции с габаритами 6х7 и высотой потолка 3 метра. Грунт – глина, крыша – из металлочерепицы, этажей – один. Место стройки: регион средней Волги, город Саратов.

Исходные данные:

  • столбы фундамента – круглые железобетонные;
  • глубина промерзания 1,08 метра (рассчитывается для каждого региона);
  • грунтовые воды ближе 2-метровой глубины не обнаружены;
  • грунт на месте застройки – глиняный значение несущей способности Ro – 6 кг/см², берётся из таблицы ниже.

Таблица значений несущей способности грунта:

Тип грунта Ro (кг/см²)
Галька с глиной 4.5
Гравий с глиной 4.0
Песок крупный 6.0
Песок средний 5.0
Песок мелкий 4.0
Песок пылеватый 2.0
Супесь 3.5
Суглинок 3.5
Глина 6.0
Просадочный грунт 1.5
Насыпной грунт с уплотнением 1.5
Насыпной грунт без уплотнения 1.0

 

Определяем общую нагрузку:

  • общая площадь всех стен равна 78 м², их вес составит 78х50 = 3900 кг, где 50 кг/м³ является удельным весом каркасных стен. Значения удельного веса для каждого стройматериала можно получить из справочников;
  • масса цокольного перекрытия площадью 42 м² составляет 42х100 = 4200 кг, а вес чердачного перекрытия – 42х150 = 6300 кг, где 100 кг/м³ – уд. вес межэтажного перекрытия с утеплителем, а 150 кг/м³ – уд. вес чердачного перекрытия с утеплителем;
  • общая площадь кровли равна 68 м², весить она будет 68х30 = 2040 кг, где 30 кг/м³ – уд. вес крыши из металлочерепицы;
  • снеговая нагрузка будет иметь коэффициент 0.5 от нормативной при скате 45˚, что составит 68х0,5х100 = 3400 кг, где 100 кг/м² – снеговая нагрузка в районе строительства;
  • эксплуатационная нагрузка на каждом этаже составит 42х200 = 8400 кг;
  • теперь вычисляем массу фундамента: количество столбов для размеров здания 6х7 будет равно 12 (из расчёта шага между столбами 1.5-2.5 м), а их диаметр минимально допустимый будет равен 400 мм. Итак, масса 12 столбов длиной 1,5 метра будет равна
  • (3.14х0.16)х1.5х12х2500 = 22608 кг, где в скобках вычисляется площадь поперечного сечения, 2500 кг/м³ – удельный вес железобетона;
  • масса ростверка складывается из массы всех железобетонных перекладин сечением 400х400 мм, соединяющих опорные столбы. Она будет равна 0.16х24.2х2500 = 9680 кг.
Перед расчётом количества столбов необходимо сначала вычислить нагрузку на фундамент

Перед расчётом количества столбов необходимо сначала вычислить нагрузку на фундамент

Сложив все полученные значения, получаем общую нагрузку дома вместе с фундаментом. Вес дома составит 54228 кг.

Далее, для определения суммарной площади сечения столбов делим 54228/6,0 = 9038 см².

Соответственно площадь сечения каждого из 12 столбов будет равна 753 см², что соответствует диаметру 310 мм. Но так как минимальный диаметр не может быть меньше 400 мм, то принимаем это значение. Берём диаметр равным 400 мм и определяем, что для данного здания необходимо минимальное количество столбов составляет 10 штук. Но надо ещё учесть коэффициент прочности 1.4 или 40%. Следовательно, для фундамента потребуется 14 опорных столбов диаметром 400 мм.

Свайный фундамент: особенности и преимущества

Данный тип фундамента применяется на почвах со слабыми несущими свойствами. Есть и другие случаи, когда используются сваи: глубина замерзания более 2 метров, постройка домов массой свыше 350 тонн, высокий уровень грунтовых вод.

На почвах со слабыми несущими свойствами используют свайный фундамент

На почвах со слабыми несущими свойствами используют свайный фундамент

Преимуществами такого фундамента являются экономичность, скорость возведения, возможность проведения работ в условиях зимы. Сваи придают высокую устойчивость дому, несмотря на пучение грунта, сдвиг почвы или наводнение.

Отдельные сваи объединяются монолитным или сборным ростверком.

Существуют 3 вида свай: забивные, буронабивные и винтовые.

С чего начать расчёт свайного фундамента

Сначала вычисляют общую нагрузку на фундамент. Далее, определяют значение несущей способности одной сваи.

Глубина погружения свай в землю выбирается самостоятельно, но не меньше глубины замерзания почвы плюс 0,5 метра или не меньше глубины залегания твёрдого слоя почвы.

Сваи различного диаметра имеют разную несущую способность

Сваи различного диаметра имеют разную несущую способность

Зная несущую способность одной опоры, вычисляют нужное их количество. Далее, можно узнать величину шага установки свай путём деления суммы длин несущих стен на число этих свай.

Для расчёта основания фундамента любого здания следует учесть осадку находящихся рядом сооружений, которые отличаются нагрузками на почву, загрузкой территории дополнительными постройками, насыпями. Также придётся принять во внимание величину сопутствующих осадков уже существующих фундаментных оснований. Если расчёт осадков  фундаментов превышают допустимые значения, тогда нужно будет увеличить размеры подошвы фундамента, глубину заложения, уплотнить грунт.

Для вычислений всех типов фундаментов можно воспользоваться онлайн-калькулятором, который рассчитает для выбранного фундамента, какая глубина заложения потребуется, сколько бетона придётся потратить и т. д. Надо будет указать только некоторые исходные данные по будущей стройке.

Для надёжности и долговечности конструкции следует внимательно отнестись к проектированию и расчёту фундамента, потому что исправить недочёты не получится.

Видео расчета фундамента