Как проектируется ленточный фундамент

Как проектируют ленточный фундамент. Практика

Итак, моя стройка подходит к фундаменту, а значит нужно понять как его делать. То есть запроектировать фундамент.

Проект можно купить, а можно сделать самому. Вот на практике своего дома я и покажу, как проектируют фундамент.

Выбор типа фундамента

Про фундаменты я писал в других статьях, так что останавливаться не буду на типах фундамента, отошлю к разделу «Фундаменты». У меня выбор между плитой и лентой.

За плитный фундамент то, что его делать проще и понятнее. Но большой расход арматуры и проблема с перепадом высот от самой верхней точки до самой нижней в 66 см. Отсыпать такую призму с уплотнением получается довольно дорогим удовольствием. Да еще нужно подпорные стенки и террасирование участка (разбивка на террасы с подпорными стенами). Учитывая, что слой камней в 35-40 см, эта работа будет очень сложной и дорогой. Поэтому придется от этого типа фундамента отказаться.

Лента тоже имеет преимущества за счет большой «дуракостойкости» такого фундамента. А скальные грунты прощают много ошибок строителей. Да и такие грунты не пучинистые и не подвержены морозному пучению. Глубина заложения не зависит от глубины промерзания. Но поскольку фундамент на склоне, то я хочу заглубиться сантиметров на 60. Учитывая, что фундамент должен лежать в одной плоскости по возможности, придется делать уступы внизу для экономии на земляных работах и бетоне.

Незаглубленный или мелкозаглубленный фундамент строить тоже не вариант — слишком большой перепад и высокий цоколь. Увы, придется отказаться и от этого типа фундамента.

Итак, из 3 вариантов выбираю ленту.

Сбор нагрузок и определение ширины фундаментной ленты

Площадь грузовой площадки будет 4 х 1 = 4 м2. Нагрузки буду собирать на 1 погонный метр:

1. Вес фундамента: 1,8*0,6*2500 = 2700 кг/м
2. Перекрытия: 1*4*0,2*2500*2 = 4000 кг/м
3. Стена наружная: 0,4*6*(32*24) = 1843 кг/м
4. Кровля: 4*50 = 200 кг/м
5. Полезная нагрузка (мебель и люди): 200*4*2 = 1600 кг/м
6. Снеговая нагрузка: 120*4 = 480 кг/м
7. Ветровая нагрузка: 67*6 = 402 кг/м

Итого нагрузка составляет 11225 кг/м. При расчете закладываются повышающий коэффициент на ошибки 1,2. Всего полная нагрузка составляет 13,5 т/м.

Обратите внимание, что закладываю 2 железобетонных перекрытия! То есть, еще есть запас.

Определение несущей способности грунта

Геологические изыскания я не проводил. По всем справочникам идет идет обычно данные о песке, глине и суглинках. Поэтому заглядываю в СНиП 2.02.01-83* и смотрю в таблице значения R0=400 кПа. Открываю книгу Дачника «Мелкозаглубленный ленточный фундамент» и нахожу в таблице 32 на странице 90 практически такие же значения для скальных грунтов (чуть меньше).

Перевод кПа примерно такой: 10 кПа = 1 т/м2.

Ширина подошвы фундамента = нагрузка на фундамент / сопротивление грунта сжатию. Иначе говоря ширина = 13,5 / 40 = 0,34 м.

Учитывая, что ширина ленты фундамента не может быть меньше толщины стены, назначаю не менее 40 см. А для самоуспокоения все-таки принимаю 50 см из расчета, что возможно сделаю облицовку кирпичом стены, а значит кирпич на что-то должен опираться.

Вот примерные варианты стены в разрезах

Разрезы стен и пол 1 этажа

Так же для успокоения проверяю на он-лайн калькуляторе, ширина фундамента проходит, грунты даже хуже тоже проходят, а нагрузка даже меньше получилась — 11,5 т/м.п.

Армирование фундамента

Армирование фундамента правильно тоже интересная задача. Можно сделать невысокий фундамент по Сажину, но у меня получается до 1600 мм, так что он не подходит. Увы. Поэтому книга Дачника «Мелкозаглубленный ленточный фундамент» будет как основа, в ней он очень четко расписал алгоритм подбора арматуры и узлы, а для некоторых моментов еще и СП для проектирования железобетонных конструкций.

Итак, для начала разберемся с поперечными стенами по буквенным осям. Я разрезы обозначил 1-1, 2-2, 3-3 и 4-4. Вот их чертежи-наброски.

Сечения построены с учетом отметок.

Итак, для начала нужно определить несущую арматуру. Фундаментная лента при конструктивном расчете принимается как балка, где из-за просадок грунтов может быть разные изгибающие моменты внизу и вверху, поэтому армируются именно эти части балок несущей арматурой. По СП принимается такая арматура в пределах 0,1% от площади сечения.

Площадь арматуры первого сечения 1200 х 500 х 0,001 = 600 мм2, второго 650 мм2, третьего 700 мм2, четвертого 800 мм2.

Подбор будем вести по таблице 42 на странице 123. Есть одна тонкость: очень желательно, чтобы верх и низ имел одинаковое количество стрежней и желательно одного размера. Другой тонкий момент в том, что между арматурой не может быть расстояния больше 400 мм. То есть, для моей ширины защитный слой будет по 40 мм с каждой стороны, а значит будет между крайними прутками будет 500 — 40*2 = 420 мм. Больше 400, значит должно быть минимум 3 прутка вверху. Я собираюсь уменьшить защитный слой сбоков, так что однозначно только 3 прутка и не меньше.

При таком условии подходит для 1 и 2 сечения 5 прутков арматуры диаметром 12 мм, третье почти проходит, а в четвертом сечении нужно добавить пруток вниз 12 арматуры.

Теперь нужно подобрать конструктивную арматуру поперечную, которая связывается с несущей арматурой сверху и снизу. Тут подойдет любая арматура 6 и 8 мм, но для хомутов должна быть при таких сечениях арматура не менее 8 мм. У меня есть обрезки 10 арматуры, так что их и применю. Шаг арматуры будет 20 см для обеспечения прочности. Можно и реже если хомутами (до 40 см).

Я же собираюсь делать не на хомутах, а делать с шагом 60 см вертикальные стойки арматуры, которые будет держать верхнюю и нижнюю сетки в каркасе. Тут есть тонки момент. Поскольку ширина балки (фундамента) больше 350 мм, то для обеспечения жесткости армокаркаса, нужно еще посередине вставлять такую вертикальную арматуру. У меня на разрезах они не показаны. Поскольку у меня есть обрезки 12 арматуры, применю их. У углов и Т-образных пересечений ставится с шагом 20 см, эти узлы хорошо показаны в книге Сажина и книге Дачника.

Есть еще одна конструктивная продольная арматура при высоте сечения более 70 см балки. Ставится она тоже не шире 40 см сбоку и только сбоку. Внутри ленты лишние стержни не нужны, поскольку они не работают. Именно их я и показал в разрезах сечения.

Конструирования длинной стены с перепадом

Самая сложная стена — это стена с перепадом по высоте заложения фундамента. СНиП четко говорит, что фундамент должен находиться на одной отметке, но если так не возможно, то нужно делать уступы. Длинна пологого участка должна быть не менее 1,2 метра, а разрыв по глубине заложения не более 60 см.

Поскольку такие уступы выкопать экскаватором не возможно, то придется дорабатывать грунт вручную лопатой и ломом. В скальнике сделать уступы в 20 см вручную довольно нетривиальная задача, так что с шагом 1,8 метров примерно я проектирую уступы по 10-12 см, которые позволят соблюсти СНиП. Если честно, то я не понимаю зачем это нужно.

В узлах уступов должно быть армирование с усилением этих узлов. Для перехода арматуры нужно сделать специальные элементы типа зигзага, а арматура должна анкериться в бетоне не менее 400 мм (либо делать лапки вверх, что сложно в построечных условиях).

Продольная балка фундамента

Ну и под колонны нужны «клюшки» из 18 арматуры длинной 2500 мм, а с загибом 200 мм. Хомуты 350 х 350 с шагом 200 для связи тоже к колоннам.

Заключение

Как видите, ничего супер сложного в конструировании нет. Конструкцию фундамента я показал двум разным конструкторам, которые поглядев расчеты и мои чертежи одобрили данный фундамент. Так что я спокойно разметили и откопал фундамент, заказал арматуру и элементы. Впрочем, об этом я расскажу в следующей статьею

Источник

Что такое проектирование ленточного фундамента, как осуществляется?

До начала разметки участка под основание необходимо разработать проект и определить принципиально значимые технические показатели.

Прикладные расчеты ведутся на основе сведений о геологии и геодезии земельного участка, а также суммарных нагрузок на несущую конструкцию.

Об этапах проектирования ленточного фундамента расскажем в статье.

Нормативное регулирование и особенности составления проекта

Расчетом основания под конкретное сооружение и условий на застраиваемой территории занимается инженер-конструктор. В задачи проектирования входит исключение рисков, связанных с деформацией и разрушением фундамента и здания.

В СП 50-101-2004 подробно описаны требования к проектированию и устройству фундаментов, даны отсылки к смежным актам.

Для анализа несущей способности участка необходимо собрать сведения о его геологии, сейсмической активности района, знать конструктивные особенности постройки и условия ее эксплуатации.

Проводят сравнение технико-экономических показателей возможных инженерных решений с целью выбора наиболее рационального и надежного варианта строительства. Должны быть предусмотрены мероприятия, которые обеспечат стойкость и прочность конструкции в процессе возведения и службы.

Проект составляют с учетом ответственности конструкции, описанным в ГОСТ 27751:

1. I степень ответственности – хранилища нефтепродуктов, производственные сооружения с масштабными пролетами, уникальные дома.
2. II степень – дома жилого и общественного назначения, сельскохозяйственные постройки.
3. III степень – постройки временного характера (летние навесы, беседки, павильоны, складские сооружения.

Перед строительством составляется техническое задание с исходными данными, разрабатываются чертежи вариантов основания, их разрезы и схемы расположения на плане. Эти сведения необходимы для обоснования строительных и монтажных работ. К проекту прилагают соответствующую нормативную документацию.

Методы расчета технологических размеров ленты

На этапе проектирования рассчитывают глубину заложения основания, высоту и ширину ленты. Технологические размеры обуславливаются несущей способностью земли. В результате геологического исследование узнают линию промерзания, склонность к пучению, уровень подземных вод.

Для неустойчивых грунтов выбирают заглубленный тип фундамента, который заливается в траншею ниже линии промерзания на 0,4 – 0,6 м. Для легковесных построек таких, как баня или каркасный дом, траншею для ленты можно рыть глубиной всего до 0,5 м.

Прочная, однородная по составу почва с низким содержанием глины и влаги устойчива к нагрузкам, поэтому глубина ленты может составлять менее 0,5 м. Связь между геологическими характеристиками участка и глубиной ленты отражена в таблице ниже:

Граница промерзания, м		Глубина ленты, м
Средняя степень пучения	Мало подвержены пучению
От 2,5	—	1,5
1,5 – 2,5	более 3,0	1,0
1,0 – 1,5	2,0 – 3,0	0,8
до 1,0	до 2,0	0,5

Для расчета глубины железобетонного фундамента нужно уровень промерзания почвы умножить на поправочный коэффициент, который связан с тепловым режимом сооружения (можно полагаться на свод правил по строительству и проектированию СП 50-101-2004). Значение ширины подошвы основания (D) принимается равным или больше толщины несущих стен сооружения.

Прикладной метод расчета показателя D ведется по формуле D = (q/R), где:

• q – сводная нагрузка на железобетонную ленту, которая учитывает массу конструкции, полезную нагрузку, вес оборудования, которое будет находится в здании;
• R – сопротивление участка.

Понятие несущей способности участка

Характеристика, отражающая устойчивость земли к вертикальны нагрузкам, измеряется в (кг/см2) или (т/м2). Чем ниже этот показатель, тем мощнее выбирается основание под сооружение.

К факторам, оказывающим влияние на несущую способность участка, относятся:

• тип грунта;
• насыщенность влагой;
• уплотненность почвенных масс.

При проектировании сооружений I и II степени ответственности, чтобы узнать геологию места, нужно обратиться в организацию, которая специализируется на геологических изысканиях.

При проектировании сооружений III степени ответственности, определить тип грунта можно самостоятельно. Для этого роют скважину глубиной до 2 м, чтобы найти линию грунтовых вод и состав земли.

Изменение сопротивления почвенных масс в зависимости от типа грунта отражено в таблице:

Грунт	Характеристика		Сопротивление R, кг/см2
Гравий	обломочный пластинчатый		4,0
	песчаный заполнитель		5,0
Щебень, галька	обломочный пластинчатый		4,5
	песчаный заполнитель		6,0
Пески	плотные	средней плотности
	крупные		4,5	3,5
	средней плотности		3,5	2,5
	мелкие	мало увлажненные	3,0	2,0
		влажные	2,5	1,5
	пылеватые	мало увлажненные	2,5	2,0
		влажные	2,0	1,5

Метод прикладного расчета несущей способности участка сводится к следующим этапам:

1. Находят массу сооружения методом умножения конструктивных элементов на удельный вес строительного материала.
2. Определяют нагрузку снега методом умножения площади кровли на нормативный вес (м2) снежного покрова.
3. Находят эксплуатационные нагрузки из расчета 100 кг на квадратный метр каждого перекрытия.
4. Рассчитывают вес основания, умножая объем ленты на удельный вес 1 м3 железобетона.
5. Суммируют полученные результаты и умножают на коэффициент надежности, равный 1,2.
6. Вычисляют опорную площадь основания умножением ширины на длину.
7. Определяют общее давление конструкции на единицу площади грунта, разделив суммарное значение из пункта (5) на опорную площадь (6).

Проектный анализ сводится к сравнению расчетной нагрузки возводимого сооружения с учетом фундамента с нормативным сопротивлением грунта. Если фактическая нагрузка превышает допустимое значение, то увеличивают площадь опоры и повторяют расчет.

Основные сведения о мелкозаглубленных ЛФ

Мелкозаглубленные ленты закладываются выше линии промерзания на уровне 0,7 м от поверхности земли. Конструкционное решение подходит для возведения сооружений на грунте, склонному к пучению при низких температурах окружающей среды.

Несмотря на стойкость и жесткость фундамента под весом здания, не глубокое заглубление позволяет всей конструкции равномерно двигаться вместе с почвенными массами. При правильном расчете фундамент исключается риск разрушения из-за колебаний.

Представленный тип основания подходит для возведения низкоэтажных, в том числе жилых, сооружений, из сруба, пенобетона, облегченной кирпичной кладки, каркасно-щитовых построек. При этом увеличение ширины ленты позволяет строить более тяжелые дома с мансардой.

Рекомендации по выбору ширины фундамента для различных сооружений по типу грунту показаны в таблице ниже:

Тип грунта	Ширина мелкозаглубленной ленты, м
	сооружения II и III уровня ответственности, нагрузка до 20 кН/м2	многоэтажные коттеджи, нагрузка 50 кН/м2	многоэтажные сооружения, нагрузка 70 кН/м2
Каменистый	0,25	0,30	0,50
Суглинок	0,32	0,35	0,60
Супесь, плотная глина	0,40	0,65	требуется другой тип фундамента
Мягкий песок, илистый грунт	0,65	0,85

Последовательность проектных работ

Проектирование ленточного фундамента сводится к решению ряда задач:

1. Геологический анализ участка с целью определения типа грунта, линии промерзания, уровня подземных вод.
2. Определение сопротивления почвы.
3. Расчет технологических размеров основания.
4. Нахождение суммарных нагрузок возводимой конструкции.
5. Сравнение нормативного сопротивления грунта с нагрузкой сооружения, включая фундамент.
6. Выбор экономически целесообразного инженерного решения для строительства.
7. Определение армирования.
8. Проектирование дренажной системы.

Определившись с размерами железобетонного основания, делают его чертеж, подробно разрабатывая ключевые узлы и конструктивные особенности. Собранные сведения позволяют достоверно рассчитать количество строительного материала и составить технологическую карту монтажа.

Заключение

Работа над проектом по возведению ЛФ начинается с анализа условий: определения геологии участка и способности грунта к сопротивлению. Прикладной расчет конструкционных элементов позволяет узнать фактическое давление, которое будет оказывать сооружение на участок.

Инженерам предстоит методом последовательных вычислений выбрать параметры железобетонной ленты относительно несущей способности застраиваемого участка. Грамотно составленный проект и соблюдение его технологических этапов предполагает долгий срок службы и необходимую жесткость основания.

Источник