Фундаменты под каркасные дома чертежи

Рассчитываем фундамент для каркасного дома

Каркасный дом имеет множество преимуществ, среди которых легкость, надежность, возможность строительства на любом грунте. Но при этом необходим правильный расчет всех деталей. Важнейшую роль играют несущие конструкции, на которых держится здание. Одной из них является фундамент, его расчет заключается в определении опорной площади и нагрузки на грунт, выборе подходящего типа и необходимых размеров. Изучите, как рассчитать все нужные показатели.

Виды фундаментов для каркасных домов

Перед тем как определить параметры фундамента, оптимальные для каркасного дома, нужно выбрать тип основания в соответствии с видом почвы участка. Рассмотрим плюсы и минусы каждого.

Ленточный фундамент – классика частного домостроения

Ленточный фундамент выдерживает значительные нагрузки, в том числе и на подвижном грунте. Под каркасный дом лучше всего подойдет монолитный или сборный мелкозагрубленный фундамент, имеющий глубину заложения около 0,5 м и возвышающийся над поверхностью земли около 20-30 см.

Недостатком ленточного фундамента считается невозможность перепланировки дома. Поэтому во время проектирования очень важно правильно произвести все расчеты жилого объекта, поскольку потом исправить ничего не получится.

Дом на сваях

Свайно-винтовой фундамент можно применять для любого участка, при этом чаще всего он актуален на сложных почвах. Несмотря на то что сваи располагаются на большую глубину, необходимости в привлечении спецтехники нет, монтаж возможен в любое время года и не требует много времени и финансовых затрат.

Свайная конструкция имеет хорошие показатели несущей способности и при необходимости позволяет проводить ремонтные работы. Сваи устойчивы к воздействию грунтовых вод и промерзанию почвы. Идеальный вариант для небольшого каркасного дома.

Монолитная плита

Плитный фундамент имеет в основе плоскую железобетонную опору. Возводятся основания такого вида на слабых, пучинистых и неоднородных почвах, где содержатся грунтовые воды.

Фундамент надежный, простой в монтаже, устойчив на скользящей почве. Для каркасного дома его применяют очень редко, поскольку он характеризуется дороговизной и необходимостью установки чернового пола.

Простой столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент состоит из отдельно стоящих столбов из бетона. Верхняя часть конструкции называется оголовком, а нижняя – основанием. Столбики располагаются в местах сосредоточения нагрузки, в частности по периметру каркасного дома и под пересечением стен. Высота их обычно равна высоте пола на первом этаже, то есть около 50-60 см над поверхностью земли.

Столбчатый фундамент очень просто и быстро монтировать, он наиболее приемлемый по цене. Однако есть серьезные недостатки: невысокая несущая способность и возможность монтажа только на непучинистых устойчивых грунтах в теплое время года.

Геологические изыскания

Не только расчет фундамента важен для возведения устойчивого каркасного дома, важны характеристики грунта и геологические особенности. Специалисты, проектирующие сооружения, проводят сложные геологические изыскания – бурение и изучение материала в лаборатории.

Если каркасное здание будет возводиться самостоятельно, то часто достаточно визуального исследования. С этой целью проводится бурение на глубину ниже подошвы фундамента примерно на 50-100 см. Это поможет определить тип почвы и исключить наличие водонасыщенных слоев. Рекомендуется такую проверку делать в нескольких местах, поскольку неустойчивый грунт может находиться рядом, в пределах постройки.

Сбор и анализ нагрузок

Нагрузка на фундамент может быть постоянная и временная. В первый тип входят все элементы каркасного дома. Временные нагрузки бывают кратковременными (вес людей) и длительными (вес оборудования, мебели). Для расчета во внимание берется также вес снегового покрова. Постоянная нагрузка рассчитывается с учетом веса стен, кровли, перекрытий, веса самого фундамента. Масса конструкций по типу представлена ниже.

• Стены толщиной 150 мм в каркасном доме с утеплителем: 30-50 кг/кв. м.
• Стены из бруса и бревен: 70-100 кг/кв. м.
• Стены из кирпича толщиной 150 мм: 200-270 кг/кв. м.
• Стены из железобетона толщиной 150 мм: 300-350 кг/кв. м.
• Металлическая кровля: 40-60 кг/кв. м.
• Керамическая кровля: 80-120 кг/кв. м.
• Кровля из гибкой черепицы: 50-70 кг/кв. м.
• Собственный вес железобетонного фундамента: 2500 кг/куб.м.

Указанные значения относятся к нормативным. Чтобы получить расчетные показатели их необходимо умножить на специальный коэффициент надежности по нагрузке. Ниже они указаны для каркасного дома.

• Деревянные: 1,1.
• Железобетонные с плотностью выше 1600 кг/куб м: 1,3.
• Засыпки, изоляционные слои, стяжки, выполненные в заводских условиях 1,2.
• Засыпки, изоляционные слои, стяжки, выполненные на строительной площадке 1,3.

Расчет несущей конструкции

Долговечность и качество любого здания напрямую зависит от прочности фундамента. Поэтому на этапе проектирования важной задачей является расчет оптимального значения размеров основы.

Что нужно рассчитать

Несущая способность грунтов и масса дома являются основополагающими показателями для расчетов. Благодаря им имеется возможность определить способность почвы выдержать нагрузку дома с конкретной площадью опоры и массой. Строительство будет возможным только тогда, когда показатели несущей способности почвы больше, чем давление на нее здания, иначе нужно проводить изменения в размерах и увеличивать ширину основания.

Для расчета несущей способности фундамента учитывают площадь основания и глубину его заложения. Эти параметры важны при определении возможной усадки конструкции в течение двух лет после строительства. Если усадка будет неравномерной, то по стенам или фундаменту могут пойти трещины, дом перекосится или вовсе разрушен.

Существует множество факторов, из-за которых фундамент может опускаться неравномерно. Прежде всего, это малая плотность грунта, чрезмерная пучинистость, большая нагрузка, неправильная форма построенного фундамента.

Глубина заложения несущих конструкций: тип грунта

Перед проведением расчетов требуется определить структуру грунта, глубину его промерзания и расположение уровня грунтовых вод. Это позволит установить оптимальную глубину заложения фундамента. Несущая конструкция будет максимально крепкой при заложении на однородный грунт, который усаживается равномерно. В учет также берется тип почвы.

Хрящевой грунт – это сочетание камней и гравия. Минимальная глубина заложения в этом случае составляет 0,5 м. На определение точного показателя здесь влияет только уровень грунтовых вод и вес сооружения. На скальном участке, где преобладают плотные горные породы, фундамент закладывают на небольшую глубину, при этом лишь сняв верхний тонкий слой почвы.

Песчаный грунт хорошо впитывает воду, которая на поверхности не застаивается. За счет этого и незначительного промерзания глубина основания может быть около 50-70 см. Она увеличивается до уровня промерзания в том случае, когда грунт пылевидный или мелкозернистый, а расположение грунтовых вод высокое.

Особенностью песчаных почв также является риск сильного проседания из-за высоких показателей уплотнения при нагрузке. Поэтому цоколь должен быть высоким, а глубина может быть увеличена до 70-100 см.

Фундамент для глинистого грунта необходимо закладывать ниже точки промерзания. Особенно придерживаться этих рекомендаций нужно при высоком уровне грунтовых вод. Такая почва наиболее опасна, так как сжимается при сильной нагрузке и вспучивается при замерзании. Чтобы избежать трещин, требуется высокопрочный фундамент.

Уровень грунтовых вод

Заложение фундамента на определенную глубину зависит и от уровня грунтовых вод. Факторы влияния:

• Заложение несущей конструкции на глубину от 50 см необходимо, если грунтовые воды залегают глубже замерзания грунта более чем на 100 см.
• В случае нахождения грунтовых вод ниже уровня промерзания менее 100 см, устраивают гравийно-песчаную подушку от дна основания до уровня промерзания грунта, а несущую конструкцию погружают на глубину не менее 50 см.
• При одинаковом уровне промерзания и грунтовых вод или если грунтовые воды протекают высоко, закладку фундамента делают ниже уровня промерзания. Бывает исключение, если здание отапливается круглый год или грунт песчаного типа.

Площадь несущей конструкции

Площадь фундамента рассчитывается на основе того факта, что почва не должна проседать под давлением каркасного дома. Проседание случается, если нагрузка на грунт избыточна из-за большого веса здания. Чтобы ее уменьшить, требуется увеличение площади основы под фундамент. При выборе ленточного типа несущей конструкции нужно увеличить ширину ленты.

Для уменьшения нагрузки на грунт при выборе столбчатого фундамента необходимо увеличить размеры и количество столбов. Расстояние между ними должно быть около 100-250 см. Определяют его индивидуально, в зависимости от несущей способности грунта и веса здания. Обычно расстояние составляет 100-200 см на песчаной почве и супесях, 200-250 см – на глинистом, хрящевом, скальном грунтах. Далее рассмотрим пример расчета размеров фундамента.

Расчет площади основания

При строительстве каркасного дома бывает достаточно столбчатого фундамента. Чтобы определить нагрузку на грунт требуется просуммировать вес фундамента и вес здания. Это позволит понять выдержит ли почва планируемое строение.

Итак, допустим, столбики будут иметь диаметр 20 см и глубину 1,9 м. Опорная площадь равняется 3,14 х 10 см х 10 см = 314 кв. см. Вес столбика будет 143 кг, а объем 0,6 куб. м. Понадобится 30 столбиков, поскольку длина стен составляет 30 м, а расстояние равняется 1 м. Исходя из этого, общий вес равен 30 х 143 кг = 4290 кг, опорная площадь – 30 х 314 кв. см = 9420 кв. см.

Общий вес каркасного дома составит 27000 кг. Для расчета нагрузки на грунт необходимо разделить это число на опорную площадь, получится 2,88 кг/кв. см. Несущую способность сухого грунта можно взять за 2 кг/кв. см. Это значит, что для строительства каркасного дома такой площади фундамента недостаточно и нужно увеличить количество или размер столбов.

Видео: самостоятельный расчет ленточного фундамента

Источник

Варианты строительства столбчатого фундамента для каркасного дома

Каркасные строения имеют малый вес, поэтому их можно возводить на недорогих облегченных фундаментах.

В этой статье поговорим о строительстве каркасного дома на столбчатом фундаменте, а также о существующих вариантах столбчатых конструкций, технологии выполнения, применяемых материалах.

Преимущества и недостатки такого фундаментного основания

Главное преимущество столбчатых фундаментов – это экономичность. При возведении обычного ленточного фундамента, его стоимость может достигать 30% от стоимости всей постройки. Столбчатый фундамент стоит на порядок меньше, примерно 15-18% от всей сметы строительства здания.

Есть и другие достоинства данного варианта фундамента:

1. Возможность соорудить фундамент без применения спецтехники.
2. Высокая скорость возведения.
3. Возможность строить здания в условиях глубокого промерзания почвы.
4. Отсутствие необходимость проводить гидро- и теплоизоляцию фундамента.
5. Возможность быстро и экономично осуществлять ремонт основания дома.

Минусы:

1. Столбы фундамента нельзя оставлять без основной постройки на зимний период – они без нагрузки под воздействием природных факторов могут деформироваться.
2. Если дом, построенный на таком фундаменте не отапливать зимой, столбы основания тоже могут деформироваться.

Система столбов

Столбчатый фундамент – это единая система столбов, работающая как цельная конструкция. Проектируется таким образом, чтобы столбы встали в точках повышенной нагрузки:

• под несущими простенками;
• под пересечениями стен;
• под углами здания.

Чтобы избежать смещения и опрокидывания опор, создаются условия для цельности фундамента. С этой целью конструкцию дополняют ростверком – горизонтальным элементом, принимающим нагрузку от здания и распределяющей ее на опоры фундамента.

Усредненные нормы

Чаще всего для каркасных домов применяются монолитные столбчатые фундаменты. Расчет количества столбов можно заказать у проектировщиков.

Но, поскольку каркасные строение легковесны, и не требуют повышенного внимания к прочности основания, во многих случаях детализированный расчет не производится.

Столбы просто устанавливаются с промежутком 1,5-2,5 метра.

Ростверк

Если столбы установлены на расстоянии до 2,5 метров, их связывают ростверком в виде армированной перемычки. В тех случаях, когда столбы расставляют на расстоянии более 2,5 метров, их укрепляют при помощи рандбалки, часто с применением готовых металлических или железобетонных изделий.

Заглубленность

По заглубленности столбчатые фундаменты для каркасных домов делятся на мелкозаглубленные и заглубленные. Обустройство первого варианта возможно на участках с устойчивыми песчаными или скалистыми породами. В этом случае опоры заглубляются на 65-70 см.

В местностях с глубоким промерзанием почвы и нестабильным грунтом, склонным к подвижности строят обычные заглубленные фундаменты с глубиной основания 1,5-2 метра.

Создание проекта

Для небольшого дома, который будет построен на участке с плотным грунтом и слабо выраженным рельефом, можно создать проект столбчатого фундамента самостоятельно.

Столбы должны быть расположены под всеми точками повышенной нагрузки. Если между этими точка больше чем 2,5 метра, устанавливаются промежуточные столбы.

Глубина столбов должна быть немного больше глубины промерзания грунта в данной местности.

Если планируется строительство большого каркасного дома с площадью более 100 кв. метров, или участок характеризуется подвижным грунтом, высоким залеганием грунтовых вод, выраженным рельефом, необходимо заказать проект фундамента у специалиста.

Расчет глубины установки столбов и их количества

При профессиональном расчете учитывается не только глубина промерзания, но еще и такие факторы как:

• величина снежного покрова в местности застройки,
• данные инженерно-геологических изысканий,
• несущая способность грунта,
• удельный вес строительной конструкции.

Расчет осуществляется по формуле: S = 1,4 x P/Ro. В данной формуле S – это суммарная площадь сечения всех столбов конструкции, P – общая масса здания, Ro – сопротивление грунта, 1,4 – коэффициент запаса прочности.

Значения P и Ro можно получить из соответствующих строительных СНиПов (СНиП 2.02.01-83).

Допустим, нужно построить дом площадью 6 на 5 метров, с высотой этажа 3 метра на монолитных железобетонных столбах. Кровельный материал – металлочерепица. Участок расположен в средней полосе России. Грунт – суглинок с глубиной промерзания 1,1 метра.

Сначала считаем вес всей постройки. После этого делим на показатель Ro. В нашем случае Ro=3,5 (для суглинка). Если, например, общая масса постройки 31100, считаем: 31100/3,5=8886

Результат (8886) – это суммарное сечение всех столбов. Если нам нужно установить 10 столбов, то сечение каждого из них должно быть 8,88. Диаметр столба высчитывается по формуле D=2√S/π. Можно воспользоваться калькулятором.

В предложенном варианте диаметр будет равен 340 мм. Принимаем более удобную величину – 400 мм, и приходим к выводу, что для конструкции фундамента будет достаточно 9 столбов диаметром 400 мм.

Стоимость возведения

Стоимость возведения столбчатого фундамента зависит от множества факторов:

• материал и сечение столбов;
• количество столбов;
• вариант основания под столбы;
• особенности почвы и рельефа на участке;
• степень пучинистости грунта;
• глубина промерзания почвы.

Посчитать расход материалов и конечную стоимость можно при помощи онлайн калькулятора. Чтобы получить результат, нужно ввести в форму калькулятора параметры будущего фундамента.

Советы по уменьшению воздействия пучинистости

Во время холодов объем грунта увеличивается. Это явление называется пучинистостью. При высокой степени пучинистости происходит давление на материал фундамента, в результате чего подземная конструкция может деформироваться и повреждаться.

Снизить пучинистость можно несколькими способами:

1. Использовать для столбов материал с гладкой поверхностью, на который оказывается минимальное воздействие пучинистого грунта.
2. Утепление грунта вокруг постройки.
3. Отведение воды от фундамента при помощи отмостки.
4. Замена грунта на песчаный.

Материалы

Для возведения столбов фундамента используются различные материалы.

Блоки 20х20х40

Полнотелые бетонные блоки данного формата нередко используются при сооружении столбчатого фундамента под каркасный дом.

Преимущества блоков – невысокая стоимость и удобство в применении. Блоки можно доставить на площадку любым транспортным средством, а небольшой размер позволяет легко переносить их и укладывать.

Блоки укладываются в столбы по 2 штуки. В каждом последующем ряду их кладут перпендикулярно тем, которые лежат на один ряд ниже. Чередование разворота блоков обеспечивает надежность и устойчивость столбов. При расчетах нужно учитывать количество столбов и их высоту.

Чтобы высчитать количество блоков для одного столба, нужно его высоту в сантиметрах разделить на 20 и умножить на 2. Но чтобы расчеты были максимально точными, следует делить не на 20 (высоту блока), а на высоту блока + толщина слоя цементного раствора.

Дерево

Деревянные балки применяются при строительстве небольших легких построек. Их преимущества в удобстве, низкой стоимости, теплоизоляционных свойствах, сопротивляемости к деформации.

Недостаток дерева в его недолговечности. Правильно обработанные дубовые столбы прослужат около 30 лет. Сосновые или лиственные конструкции имеют эксплуатационный срок 10-15 лет.

Для расчета деревянных столбов нужно знать их количество, толщину и высоту. При определении высоты необходимо учитывать, что под наружными стенами деревянные столбы должны быть заглублены на 75-115 см (в зависимости от типа почвы), а над поверхностью земли они должны возвышаться примерно на 60 см.

Рассчитывая параметры деревянных опор нужно делать запас под спиливание.

Трубы

В последнее время для обустройства фундаментов нередко используются ПВХ трубы, которые в процессе работы заполняются бетонным раствором.

Трубные опоры преимущественно отличаются от блочных цельностью, а от деревянных – устойчивость к воздействию влаги и перепадов температуры.

Но при сильных морозах верхняя часть пластиковых столбов может растрескиваться, поэтому нужно позаботиться об утеплении надземной части фундамента. Кроме того, для строений с общей массой более 3 тонн опоры из ПВХ не подходят.

Трубы ПВХ разделяются по прочности и подверженности внешним воздействиям. Для удобства каждый вид выпускается в своем цвете. Для столбчатого фундамента подходят трубы коричневого и оранжевого цвета.

При их расчете учитывается:

• глубина промерзания почвы,
• высота надземного уровня,
• количество столбов.

Кирпич

Часто столбчатые основы для каркасных домов сооружают из кирпича. Применяется полнотелый керамический или силикатный кирпич с минимальным уровнем влагопоглощения.

Преимущества кирпичных столбов – прочность, долговечность, нет необходимости обустраивать подземную гидроизоляцию и отмостки. При этом конструкции из кирпича меньше подвержены негативному воздействию сил пучения.

Кирпичные столбы выкладываются по 4 штуки в ряд. Для расчета материала нужно высоту будущего столба разделить на высоту применяемого кирпича и умножить на 4.

Монолитные бетонные столбы

Бетонные армированные столбы отличаются максимальной прочностью и надежностью.

При возведении бетонного фундамента в местах опор выкапываются колодцы нужной глубины, на песчаную подушку устанавливается каркас из арматуры, и получившуюся конструкцию заливают бетоном. Для надземной части столба сооружают опалубку.

Расчет расхода осуществляется при помощи специального онлайн калькулятора.

Пошаговая инструкция по созданию своими руками

Столбчатый фундамент несложен в исполнении. Если следовать инструкции, можно возвести его самостоятельно. Ниже приведена инструкция возведения монолитного столбчатого фундамента.

Подготовка строительной площадки

Первым делом на площадке определяется расположение и ориентация постройки. После этого осуществляется выравнивание пятна застройки.

Далее наносится разметка при помощи арматуры и бичевки. Отметить нужно внешний и внутренний периметр стен, высоту ростверка и столбов, места расположения столбов.

Бурение и гидроизоляция

В местах установки столбов нужно пробурить тоннели нужной глубины. На дно необходимо будет установить опорную плиту, диаметр ямы должен быть в два раза больше диаметра плиты.

Дно ямы утрамбовать. Дальше нужно обустроить песчано-щебневую подушку, с утрамбовкой каждого слоя. Сверху укладывается опорная плита.

Установка опалубки и арматуры

На плиту кладется армирующая сетка. Сверху – вертикальная арматура. Для надземной части столбов подготавливается опалубка.

Заливка бетоном

Все это поэтапно заливается бетоном (не ниже М300) по 30 см. Обязательно железным стержнем бетон на каждом этапе промешивается для уплотнения и удаления пузырьков воздуха.

Монтаж ростверка

Через несколько дней бетон застывает и можно монтировать ростверк – связующую обвязку столбчатых опор. Для легких каркасных строений чаще выполняется из деревянного бруса минимум 100х100 мм.

Нижнюю обвязку каркаса нельзя использовать в качестве ростверка — у нее не достаточно прочности.

Монтаж забирки

Забирка – декоративный цоколь, закрывающий пространство до основания здания. Соорудить ее можно из фасадных плит, цокольного сайдинга, бревна, доски или любого штучного стройматериала.

Отличия в технологии изготовления

Технология монтажа зависит от материала столбов. Так, монтаж блочных и кирпичных фундаментов заключается в кладке штучных изделий на цементный раствор.

Отличие в том, что блоки обычно выкладываются по 2 в ряд, а кирпичи – по 4.

При монтаже деревянных столбов применяется другая технология – изделия сначала подготавливаются по длине и диаметру, а потом устанавливаются в ямы и укрепляются при помощи цементного основания.

Нижняя обвязка и устройство пола

Нижняя обвязка выполняет функцию связующего элемента и основания для стен здания. По линии пролегания будущих стен на ростверк укладывается брус, доска или бревно. Сверху наносится гидроизоляция.

Обвязка выступает основой для установки черновых полов дома. Для полов обычно применяется обрезная доска толщиной 50 мм.

Возможные ошибки

Самые распространенные ошибки при самостоятельном возведении:

• неправильный расчет нагрузок от несущих конструкций;
• строительство столбчатой основы на подвижных неустойчивых грунтах;
• монтаж без подошвы.

Чтобы не допустить первые две ошибки, нужно перед началом работ проконсультироваться со специалистом. Что касается отсутствия подошвы, то такой вариант допускается, если все столбы будут иметь расширение к нижней части.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Видео по теме статьи

Идеальный дешевый столбчатый фундамент под каркасный дом представлен в видео:

Заключение

Столбчатый фундамент выполняется из разных стройматериалов. Соорудить его возможно без помощи строителей, но только при наличии хорошо просчитанного проекта. Для исключения ошибок в строительстве, лучше доверить разработку проекта профессионалам.

Источник