Особенности расчета фундаментов для домов

Многие частные застройщики считают, что для возведения дома им достаточно построить минимальный фундамент и этого будет достаточно. А уже через несколько лет они сталкиваются с проблемами деформации основания, перекоса углов здания.

Сначала появляются небольшие трещины в несущих стенах, которые со временем увеличиваются, и остановить этот процесс практически не возможно. Причина кроется в одном: они просто не рассчитали фундамент или сделали это неправильно.

В результате, застройщики «закопали» деньги в землю и теперь вынуждены делать реконструкцию, ремонт или полное восстановление поврежденного основания. Но провести ремонт основания нельзя, если не рассчитать будущий фундамент. Учитесь на чужих ошибках и делайте правильные вывды — важную и решающую роль, которой пренебрегать ни в коем случае не стоит, играет правильный расчет фундамента под дом.

Что необходимо знать, чтобы правильно рассчитать фундамент для здания из кирпича?

1. Тип грунта.
2. Конструкция будущего здания из кирпича, особенно тяжело рассчитать купольные дома.
3. Климатические условия в регионе.
4. Площадь подошвы фундамента.
5. Вес самого фундамента.
6. Выбор строительных материалов для возведения несущих стен дома, перекрытий и крыши.

Влияние типа грунтов на выбор фундамента

Многие считают, что на любом грунте можно возвести фундамент. Они правы, но только отчасти, ведь на одном типе почвы можно построить одно основание, а на другом оно уже не подойдет в силу своих конструктивных особенностей. Грунт также имеет свои свойства, он склонен к пучению в различной степени, к тому же на конструкции основания сильно влияет грунтовая вода.

Поэтому, даже монолитная плита не способна выдерживать нагрузку от здания на торфяниках, или никто не будет строить столбчатый фундамент на скальных породах. Скальный и полускальный грунт имеет высокую несущую способность, выдерживает огромные нагрузки и на нем можно построить практически любое здание, даже купольное на монолитном основании.

Свайные фундаменты не будут выдерживать боковые нагрузки со стороны грунта и здания, ведь подошва в них небольшая и сопротивление незначительное. Но даже на таких грунтах рекомендуется предварительно рассчитать фундамент, чтобы затем не возник крен или деформация конструкции в целом.

Но что делать, если на строительной площадке преимущественно пучинистый грунт, например, глина, суглинок или супесь? Тогда тип основания выбирают, исходя из следующих параметров:

1. Глубина залегания пучинистой почвы. Если толщина слоя относительно большая, тогда можно поменять слой почвы на песок или просто использовать свайный фундамент.
2. Уровень грунтовых вод. Чем выше уровень, тем более ограничен выбор фундамента. Если грунтовый горизонт расположен на глубине в 1 метр и ниже, тогда стоит присмотреться к плитному основанию или ленточному.
3. Глубина промерзания почвы. Если грунт пучинистый до уровня промерзания, тогда, чтобы не затратить много денег на земельные работы, лучше сразу использовать свайный фундамент.

Конструкция здания

Любой фундамент начинают возводить по эскизному проекту будущего здания. Там уже учтены строительные материалы, высотность, габариты и размеры конструкции, а также тип крыши, поэтому рассчитать вес здания не составит труда. Легко это сделать, если дом сделан из полнотелого кирпича, так как все данные есть в нормативных документах.

Поэтому, многие застройщики с помощью калькулятора могут сами посчитать, какая нагрузка будет от здания на фундамент. И по таким параметрам уже подобрать оптимальный тип фундамента, его толщину и глубину залегания. Чтобы посчитать массу самого здания, нужно:

1. Посчитать массу всех строительных материалов, нужных для возведения несущих конструкций здания, а также перекрытий. Для этого высоту здания умножают на длину и получают суммарную площадь стен. Зная размеры кирпича, рассчитать массу стен не составит особого труда. Аналогично считается масса перекрытий, только здесь нужно учесть заводские размеры бетонных плит или размеры древесины. Если просуммировать оба показателя, в результате получится масса несущих элементов здания.
2. Масса крыши. Она рассчитывается отдельно, в некоторых случаях, особенно для одноэтажных домов из кирпича, ее сразу принимают за 20% от массы несущих стен. В принципе, если крыша двухскатная деревянная, тогда такой результат и получится. Для частного жилого дома такие расчеты допустимы, но правильно будет рассчитывать каждый элемент отдельно.
3. Снеговая нагрузка на крышу. Не используется, если крыша двухскатная с большим углом наклона и без систем задержки снега.
4. Вес мебели, коммуникаций, бытовой техники и прочих элементов дома. Принимается за 15% от суммарной массы здания.

Итак, если суммировать все массы конструктивных элементов одноэтажного дома из кирпича, получится тот вес, который будет давить на грунт со стороны здания. Но такие расчеты допустимы, если принимать в расчет дом правильной формы. Сейчас активно используются купольные дома, которые можно возводить только на монолитных фундаментных плитах.

Расчет купольного дома

Особенность купольного дома в том, что он всегда строится на монолитном круглом основании. Вариант столбчатой конструкции не практикуют из-за высокой стоимости строительных материалов. Поэтому, для расчета веса купольного здания стоит помнить:

1. Расчет массы несущих стен. Учитывая, что купольные сооружения имеют ровные круглые стены, тогда площадь поверхности стен рассчитывается как площадь цилиндра;
2. Перекрытия также круглые, тут нужно посчитать суммарный вес материалов для возведения;
3. В купольных домах снеговая нагрузка не рассчитывается вообще из-за конструкции крыши;
4. Фундамент монолитный, железобетонный с вертикальными арматурными каркасами.

Сейчас расчет фундаментов для купольных зданий не практикуют из-за огромной стоимости работ и длительности их выполнения. Поэтому, сразу принимается расчетная толщина монолитной плиты для конкретного типа грунта и диаметр, который соответствует стенам такого сооружения. Дополнительно, используют поправочный коэффициент 1.3 на размеры и толщину плиты, чтобы не допустить излишнего распределения нагрузки на отдельные сегменты основания.

Расчет площади подошвы основания

Также ключевым фактором при расчете фундаментов считается подошва, ведь именно она распределит вес будущего здания с фундаментом равномерно на грунт. Расчет делается правильно по формуле, полученный результат – это та площадь покрытия, которая способна не продавить почву под своей нагрузкой. Для монолитного плитного фундамента такие расчеты не проводятся, ведь это дорогое удовольствие и занимает много времени, поэтому даже для купольных зданий площадь подошвы не рассчитывают.

Каждый тип грунта отличается своими показателями сопротивления нагрузкам. Сопротивление может изменяться в зависимости от поры года, глубины залегания несущего пласта, а также структуры почвы. Поэтому, если даже планируется закладка фундамента на глубине до 1,5 метра, то сопротивление грунта будет немного иное, чем в таблицах. Также важную роль играет глубина залегания грунтовых вод и степень насыщенности влагой.

При самостоятельных расчетах придется использовать стандартизированные формулы, которые берутся из номенклатурной документации. Но расчет обязательно должен включать:

1. Суммарную нагрузку от сооружения (вес жилого здания и фундамента) с учетом массы строительных материалов (например, кирпича).
2. Нагрузку от мебели.
3. Всесезонные нагрузки различной степени сложности. Тут и снеговой покров, порывы ветра, подъем грунтовых вод и прочие параметры.

В результате получится правильная площадь подошвы фундамента, способная выдерживать массу не только жилого одноэтажного кирпичного здания, но и купольного бетонного сооружения. Если, конечно, правильно использовать показатели удельной массы материалов, а также не ошибиться в расчетах.

Пример расчета фундамента для кирпичного одноэтажного жилого дома

Здесь предусмотрен дом из кирпича, одноэтажный, высота 4 метра, площадь 4х6 метра, крыша двухскатная, угол наклона кровли 45º, снегозадержка отсутствует. Грунт суглинок, глубина залегания грунтовых вод составляет 1,5 м, на глубине 1,0 м скальная порода. Масса дома составит 160 тонн с учетом всех нагрузок.

1. Сопротивление суглинка 6 кг/см², коэффициент условий 1, коэффициент надежности 1,2.
2. Площадь подошвы: S = 1,2 × 160000 / (1 × 6) = 32 000 см2 = 3,2 м².
3. Ширина ленты для ленточного фундамента составит 3,2 / 34 = 0,1 м. Но это минимальное значение, для получения правильных результатов нужно учитывать также факторы грунта и сезонного воздействия на фундамент.

Для монолитной плиты толщина основания будет составлять 30 см, а вот для столбчатого фундамента придется забивать не менее 15 свай с учетом расстояния между сваями и несущими стенами дома, а также веса дома из кирпича.

Рассчитать количество материалов для фундаменты можно на нашем онлайн калькуляторе.