Расчет ширины ленточного фундамента мелкого заложения
Расчет ширины ленточного фундамента мелкого заложения основан на определении удельной нагрузки дома на единицу площади и несущей способности грунта под фундаментом. При этом несущая способность грунта должна быть больше удельной нагрузки дома как минимум на 30%(коэффициент запаса прочности):
полный вес здания*1.3 = несущая способность грунта
В свою очередь несущая способность грунта определяется по формуле:
несущая способность грунта = ширина фундамента*длина фундамента*расчетное сопротивление грунта
Таким образом, для расчета ширины ленточного фундамента мелкого заложения необходимо рассчитать полный вес дома, определиться с длиной фундамента и расчетным сопротивлением грунта.
Полный вес дома складывается из веса самого дома, веса мебели и оборудования, снеговой и ветровой нагрузки.
Вес всего дома складывается из веса стен (таблица 1), веса перекрытий (таблица 2) и веса кровли (таблицы 3,4,5)
Таблица 1
| Материал стен | кг/м2 |
| Каркасные стены толщиной150 ммс утеплителем | 30-50 |
| Стены из бревен и бруса | 70-100 |
| Блоки из ячеистого бетона плотностью 500-600 кг/м3, толщиной в мм 200, 250, 300, 350 | 100-120; 125-150; 150-180; 175 -210 |
| Керамзитобетон толщиной350 мм | 400-500 |
| Шлакобетон толщиной350 мм | 500-600 |
| Железобетон толщиной150 мм | 300-350 |
| Сплошная кирпичная кладка из полнотелого кирпича, толщиной в мм 250, 380, 510 | 450-500; 700-750; 900-1000 |
Пример расчета. Предполагается построить одноэтажный дом площадью 10*10 м с одной внутренней стеной, высота потолка 3м. Тогда общая площадь всех стен дома составит:
S= (10*4)*3+10*3=150 м2;
При условии, что предполагается построить кирпичный дом толщиной в пол-кирпича, выбираем из таблицы соответствующее значение. Получаем, что все стены дома дадут нагрузку:
750 кг/м2*150м2 =112500 кг
К нагрузке от стен дома добавляем нагрузку от перекрытий.
Таблица 2
| Тип перекрытия | Удельный вес, кг/м2 |
| Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3 | 70-100 |
| То же с утеплителем плотностью до 300 кг/м3 | 100-150 |
| То же с утеплителем плотностью до 500 кг/м3 | 150-200 |
| Цокольное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3 | 100-150 |
| То же, плотностью до 300 кг/м3 | 150-200 |
| То же, плотностью до 500 кг/м3 | 200-300 |
| Железобетонное | 300-500 |
Пример расчета. Принимаем чердачное перекрытие плотностью 300 кг/м3 и цокольное железобетонное перекрытие. При площади одноэтажного дома в 100 м2, суммарный вес перекрытий составит:
100м2*150кг/м2+100м2*500 кг/м2 =65000 кг
Далее к весу дома необходимо прибавить нагрузку от кровли, которая складывается из веса стропильных материалов и веса кровельных материалов. Рассчитать вес стропильной системы помогут таблицы
Таблица 3
| Размер бруса | Количество бруса в м3, длина 6м | Объем одного бруса, длиной 6м, м3 |
| 100*100 | 16.6 | 0.06 |
| 100*150 | 11.1 | 0.09 |
| 100*200 | 8.3 | 0.12 |
| 150*150 | 7.4 | 0.135 |
| 150*200 | 5.5 | 0.18 |
| 150*300 | 3.7 | 0.27 |
| 200*200 | 4.1 | 0.24 |
Таблица 4
| Размер доски, мм | Количество досок в м3, длина6 м | Объем одной доски, м3, длина6 м |
| 25*100 | 66.6 | 0.015 |
| 25*150 | 44.4 | 0.022 |
| 25*200 | 33.3 | 0.03 |
| 40*100 | 41.6 | 0.024 |
| 40*150 | 27.7 | 0.036 |
| 40*200 | 20.8 | 0.048 |
| 50*50 | 66.6 | 0.015 |
| 50*100 | 33.3 | 0.03 |
| 50*150 | 22.2 | 0.045 |
| 50*200 | 16.6 | 0.06 |
| 50*250 | 13.3 | 0.075 |
Удельный вес кровельных покрытий в зависимости от материала.
Таблица 5
| Вид кровли | кг/м2 |
| Ондулин | 3 — 4 |
| Рулонная битумно-полимерная | 4 — 8 |
| Металлочерепица | 4 — 6 |
| Оцинкованная сталь, профлист | 4 — 6 |
| Шифер | 10 — 14 |
| Керамическая черепица | 35 — 40 |
| Зеленая кровля | 80 — 150 |
Для расчета веса кровли, примем площадь проекции на основание120 м2, при угле наклона кровли 300.
Пример расчета. Допустим, на стропильную систему потребуется 32 доски 200 мм*50 мм и 10 брусов 150 мм*100 мм. При удельном весе пиломатериалов 500 -550 кг/м3 рассчитаем вес стропил:
((32*0.06) + (10*0.09))*500 =1410 кг.
Прибавляем вес кровельного материала, например, ондулина:
150 м2*4 кг/м2 =600 кг
Итого вес кровли:
1410 кг+600 кг=2010 кг
Снеговая нагрузка на дом принимается в соответствии с климатическим районом строительства (таблица 6)
Таблица 6
| Климатический район строительства | Город | Снеговая нагрузка, кг/м2 |
| I | Астрахань, Чита, Благовещенск | 80 |
| II | Ростов-на-Дону, Краснодар, Хабаровск | 120 |
| III | Москва, Тамбов, Екатеринбург | 180 |
| IV | Санкт-Петербург, Ярославль, Кемерово | 240 |
| V | Пермь, Салехард, Нижневартовск, Магадан | 320 |
| VI | Печора, Игарка | 400 |
| VII | Петропвловск-Камчатский | 480 |
| VIII | Восточное побережье Камчатки | 560 |
С подробной картой снеговой нагрузки можно ознакомиться в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»
Наш дом строится в Ростове-на-Дону (II климатический район), следовательно, снеговую нагрузку принимаем:
120 м2*120 кг/м2 =14 400 кг
Для расчета ветровой нагрузки используйте таблицы и диаграммы из СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», или воспользуйтесь формулой, которую часто применяют на практике:
площадь здания*(15*высота дома+40) = ветровая нагрузка
100 м2 * (15*7+40) =14 500 кг
Далее необходимо рассчитать нагрузку от того, что будет наполнять дом – мебель и пр. В этом поможет таблица 7
Таблица 7
| Здание | Нагрузка, кг/м2 |
| Квартиры, общежития, гостиницы, детские сады. дома отдыха | 195 |
| Административные здания, школы | 240 |
| Кабинеты и лаборатории научных, лечебных и образовательных учреждений | 240 |
| Читальные залы библиотек | 240 |
| Кафе, рестораны, столовые | 360 |
| Концерные, спортивные залы | 480 |
| Чердачные помещения | 91 |
| Перекрытия с возможным скоплением людей | 480 |
Мы строим жилой дом, поэтому полезную нагрузку принимаем:
100 м2*195 кг/м2 =19 500 кг
Итак, мы получили все цифры, нужные для расчета ширины ленточного фундамента:
Вес стен дома 10 м*10 м с одной поперечной лентой112500 кг
Вес перекрытий 65 000 кг
Вес кровли 2010 кг
Снеговая нагрузка 14 400 кг
Ветровая нагрузка 14 500 кг
Полезная нагрузка 19 500 кг
Итого полный вес дома 227 910 кг.
Подставляем эти цифры в формулу:
полный вес дома*1.3 = несущая способность грунта (1)
Несущая способность грунта, в свою очередь, определяется как:
несущая способность грунта = ширина фундамента*длина фундамента*расчетное сопротивление грунта (2)
Используя эти две формулы легко произвести расчет ширины ленточного фундамента:
Ширина фундамента = (полный вес дома*1.3)/(длина фундамента*расчетное сопротивление грунта) (3)
Расчетное сопротивление грунта возьмем из таблицы 8 (сводная таблица из СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»
Таблица 8
| Тип грунта | Расчетное сопротивление грунта, кг/см3 |
| Крупнообломочные галечниковые (щебенистые) с песчаным заполнителем | 6 |
| Крупнообломочные галечниковые (щебенистые) с пылевато-глинистым заполнителем | 4 – 4.5 |
| Крупнообломочные гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем | 5 |
| Крупнообломочные гравийные (дресвяные) с пылевато-глинистым заполнителем | 3.5 — 4 |
| Крупный песок | 5 |
| Песок средней крупности | 4 |
| Мелкий маловлажный песок | 3 — 4 |
| Мелкий влажный и водонасыщенный песок | 2 — 3 |
| Пылеватый маловлажный песок | 2.5 — 3 |
| Пылеватый влажный песок | 1.5 — 2 |
| Пылеватый водонасыщенный песок | 1 – 1.5 |
| Супесь (зависит от пористости и текучести) | 2 — 3 |
| Суглинки (зависит от пористости и текучести) | 1 — 3 |
| Глина плотная (зависит от текучести) | 4 — 6 |
| Глина средней плотности (зависит от текучести) | 3 — 5 |
| Глина пластичная (зависит от текучести) | 2 — 3 |
| Глина водонасыщенная (зависит от текучести) | 1 – 2.5 |
Полученные данные подставляем в формулу (3):
Ширина фундамента = (227 910*1.3)/(5000 (длина фундамента в см)*1 кг/см2 (значение для водонасыщенной глины))
Получаем достаточную ширину фундамента 59.6 или 60 см.
Напомним, что ширина фундамента обязательно должна быть больше ширины стены.
Из вышеприведенного расчета понятно, что наибольшую сложность представляет определение расчетного сопротивления грунта на вашей строительной площадке. Если нет опыта, то лучше заказать инженерно-геологические исследования.
Глубина заложения ленточного фундамента
При определении глубины заложения ленточного фундамента можно руководствоваться таблицей 9
Таблица 9
| Грунт | Глубина заложения фундамента, см |
| Каменистый скальный грунт | 45 |
| Глины | 75 — 100 |
| Пески, супеси, суглинки | 45 — 90 |
Минимальная глубина заложения малозаглубленного ленточного фундамента зависит от высоты грунтовых вод, степени пучинистости грунта и глубины промерзания грунта. Чем больше глубина промерзания грунта, чем больше в грунте воды и чем ближе она к поверхности, , тем сильнее будут морозные силы пучения. Эти силы будут выталкивать фундамент к поверхности, и сдавливать его с боков. Чтобы снизить воздействие этих сил ленточный фундамент необходимо будет заглубить. Но существуют более экономичные способы борьбы с морозным пучением грунта. Это утепление фундамента и грунта вокруг него, дренирование грунта вокруг фундамента, создание подушки из непучинистого материала (крупный песок) под фундаментом и вокруг него.
Если грунт на вашей строительной площадке сильнопучинистый или грунтовые воды стоят слишком высоко, возможно стоит отказаться от применения ленточного фундамента мелкого заложения в пользу свайного или свайно-ростверкого.
