Расчет фундамента под наружную стену подвала. Пример расчета.
О том, почему важен расчет фундамента под наружную стену подвала, и почему подошва такого фундамента зачастую получается значительно шире, чем у фундамента без подвала, можно почитать в этой статье «Фундамент для дома с подвалом».
В данной статье мы подробно и с пояснениями пройдемся по расчету монолитной железобетонной стены подвала с фундаментом под эту стену в виде монолитной ленты. Расчет выполнен согласно «Руководству по проектированию подпорных стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительства», к сожалению, в этом руководстве нет подобного, очень нужного примера. Постараемся исправить данную ситуацию.
Пример расчета в формате pdf без пояснений можно скачать здесь.
Хочу сразу сделать ударение: хоть обычно подобные расчеты и называют «расчет стены подвала», главное в нем – это именно расчет габаритов подошвы фундамента.
Расчет был оформлен в Экселе, чтобы стать многоразовым помощником. В статье будут выложены скрины расчета с необходимыми пояснениями. Возможно, подобный расчет можно было сделать гораздо совершенней, но моей целью было не изучить Эксель, а сделать рабочий инструмент (расчет), который в итоге можно распечатать, проверить другому человеку, не залезая в компьютер, и в конце концов сдать в архив. Поэтому замечания по оформлению принимаются только в виде советов, как можно было бы сделать лучше и проще.
Расчет пронумерован по пунктам (в самом первом столбце А), на них будут даваться ссылки в пояснениях.
Исходные данные.
Внимание! Если в вашем примере условия пунктов 1-5 исходных данных отличаются, считать по этому примеру нельзя, т.к. формулы расчета будут другими – подобрать подходящие формулы можно в руководстве.
1) На стену опирается перекрытие и препятствует смещению верхней части стены по горизонтали, т.е. стена имеет две опоры – внизу и вверху.
2) Грунт засыпки не доходит до верха стены (если у вас не так, нужно брать другие формулы для расчета в руководстве).
3) Стена и фундамент – монолитные железобетонные, с заведением арматуры стены в фундамент.
4) Грунт обратной засыпки – связный, т.е. сцепление не равно нулю.
5) Сложные инженерно-геологические условия (наличие слабых прослоек или зон в грунте, наличие грунтовых вод и т.п.), а также значительные нагрузки на поверхности грунта – отсутствуют (иначе следует выполнять расчет согласно примечанию к п. 8.13 руководства).
6) Коэффициенты для расчета (они выбраны из украинских норм, обратите на это внимание, если считаете не в Украине):
7) Геометрия стены – здесь приведены все значения, которые нам понадобятся в ходе расчета:
На рисунке стена показана в разрезе. Слева – засыпка грунтом с улицы до отметки -0,45 м, справа – подвал.
8) Характеристики грунта. Это один из определяющих факторов для расчета. В расчете используются два грунта:
а. грунт основания – это неповрежденный (не замоченный, не замороженный, не нарушенный при отрытии котлована) грунт основания – по-простому, земля, на которой лежит фундаментная лента. Его характеристики берем из инженерно-геологического отчета.
б. грунт засыпки – это либо местный грунт, который был изъят из котлована (чаще всего так и делается), тогда его характеристики берутся с понижающими коэффициентами, как показано в нашем расчете и взято из руководства; либо привезенный песок или доменный шлак (тогда понижающие коэффициенты также используются, ведь грунт невозможно уплотнить до природного состояния, а сцепление нужно брать нулевое). По грунтам засыпки следует заметить следующее. Нельзя использовать для обратной засыпки местные просадочные грунты. Также иногда бывает, что с местным грунтом (глиной, суглинком) фундаментная лента получается слишком широкой, тогда можно просчитать ее с обратной засыпкой, имеющей высокий угол внутреннего трения (35-40 градусов), это значительно снижает горизонтальное давление грунта на стену и резко уменьшает ширину подошвы. Если завезти грунт для засыпки не дорого, то стоит рассмотреть при проектировании данный вариант. Но всегда следует учитывать, что доменный шлак – наихудший с точки зрения экологичности вариант. И обратите внимание на ограничение для сцепления грунта засыпки (не более 0,7 и не более 1,0 т/м 2 ) – оно действует всегда.
9) Нагрузки – это тоже немаловажный фактор, нужно правильно собрать нагрузки перед расчетом. Нагрузка на грунте, если она не определена, берется не меньше 1 т/кв. м. Нагрузки на стену подвала собираются от веса всех конструкций, опирающихся на фундамент плюс временная нагрузка на всех перекрытиях-покрытиях (включая снеговую) – как собрать нагрузку на ленточный фундамент можно узнать в этой статье.
Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».
Источник
Толщина стен цокольного этажа и подвала — особенности расчета
Правильный расчет стены подвала подразумевает учет влияния множества факторов. В частности, это уровень грунтовых вод на участке, тип грунта, высота будущего здания, материалы, используемые для строительства и т. д. Все работы по проектированию рекомендуется поручать специалистам. Однако, для общего понимания технологии расчета, вы вполне можете воспользоваться приведенной ниже информацией.
При наличии подвала или цокольного этажа, малозаглубленный ленточный фундамент дома автоматически становится заглубленным. Иными словами, он будет представлять собой полноценную стену под землей, а не просто основание для строения.
Фундамент для сооружения с подвалом
Если подвал делается уже после возведения основного сооружения, то необходимо соблюдать следующее правило: образовавшиеся после выемки грунта пустоты не должны попасть в пределы 45-градусной проекции подошвы ленточного фундамента с одной и другой стороны.
Фундамент должен иметь достаточно широкую подошву.
Фундамент следует делать максимально прочным и надежным, чтобы его стены могли успешно противостоять горизонтальным сдвигам вследствие давления окружающего грунта. В качестве фундаментного основания рекомендуется использовать подушку из монолитного бетона, связанную с лентой арматурным каркасом. Так как вес фундамента достаточно большой, подошву следует делать широкой.
Давление грунта на стену подвала.
Планируя строительство цокольного этажа, который в дальнейшем станет жилой комнатой, следует учитывать, что высокие стены (от 200 см и более), расположенные под землей, будут в течение всего времени эксплуатации испытывать значительное давление со стороны грунта. Поэтому в процессе возведения подвального помещения армированию бетонной стены следует уделить особое внимание.
Шаг между арматурными стержнями в каркасе стены не должен быть чересчур большим. Рекомендуется делать его меньше 40 см по горизонтали и вертикали. Каркас стены должен быть обязательно связан с каркасом фундаментной подушки. Кроме того, необходимо соблюдать правила армирования углов и примыканий стен.
Монолитная армированная бетонная стена является оптимальным вариантом в плане прочности, долговечности и устойчивости к давлению грунта. Такая конструкция надежнее, чем, к примеру, блочные или кирпичные.
Дополнительное усиление конструкции достигается за счет постройки пересекающихся внутренних стен подвального помещения под внутренними стенами сооружения.
Минимальная толщина стен
В зависимости от используемых в строительстве материалов, а также глубины подземного помещения, существуют минимальные значения толщины стен подвалов, а также ширины подошвы фундамента.
Расчет толщины подвальных стен при строительстве из различных материалов (минимальные значения).
Если стены подвала возводятся из небольших по размеру строительных блоков (например, керамзитобетонных), то кладка должна быть обязательно усилена с помощью продольного армирования и армопояса, проложенного по верхней границе кладки. Что касается сборных бетонных блоков, то нужно учитывать тот факт, что для фундамента дома с подвалом подходят только те, которые произведены с использованием бетона М150 и выше.
Ширина стен и размеры подошвы фундамента из монолитного бетона и блоков.
Представленная выше таблица предполагает, что:
- Стены имеют боковое опирание, если балки потолка подвального помещения опираются о верхнюю часть его стены.
- Если в стене имеется промежуток (проем) шириной более 120 см, или несколько промежутков, суммарная ширина которых больше 1/4 длины стены, а армирование по контуру этих промежутков отсутствует – часть стены под проемом рассчитывается как не имеющая бокового опирания. В том случае, если ширина участков стены меньше ширины промежутков, то вся стена считается как один большой проем.
Эти критерии нужно учитывать, производя расчет для стены подвала. Конструкция должна обладать хорошей устойчивостью. Следует также помнить об одном из правил строительства – устойчивость стены напрямую зависит от ее длины. Чем она короче, тем конструкция крепче и надежнее.
Деформационные швы
Для больших подвальных помещений (длина стен составляет больше 25 метров) необходимо устройство специальных деформационных швов, которые будут располагаться друг от друга на расстоянии в 15 метров или меньше. Кроме того, швы должны иметься в местах, где наблюдаются перепады высоты сооружения. Их конструкция должна предусматривать защиту от проникновения влаги внутрь подвала.
Расстояние от облицовки до земли
Если внешняя отделка дома производится при помощи кирпича, то декоративная кладка может быть продолжена и на часть стены подвального помещения, которая выступает над землей (верхняя часть подвальной стены должна подниматься не менее чем на 15 см над поверхностью грунта).
Толщина надземной части подвальной стены в этом случае может быть уменьшена до 9 см. Облицовочная кладка крепится к бетонной стене с помощью специальных стяжек. Расстояние между стяжками не должно быть слишком большим: до 90 см по горизонтали и до 20 см по вертикали. Свободное пространство между стеной и облицовочной кладкой заполняется раствором.
Если же облицовка первого этажа будет выполнена из дерева или посредством оштукатуривания по теплоизоляционному материалу либо обрешетке, то от нижней границы обшивки до грунта должен оставаться промежуток в 25 см и более.
Арматурный каркас
Стены цокольного этажа или подвального помещения, как уже было сказано ранее, нуждаются в дополнительном укреплении при помощи арматурного каркаса. Важным качеством такого каркаса является его упругость. Именно поэтому рекомендуется использовать вязку арматурных прутьев, а не жесткое сварочное соединение.
В процессе эксплуатации здания происходят некоторые подвижки фундамента. Это случается во время обильных осадков или при морозном пучении грунта. Арматурный каркас внутри подземных стен будет подвергаться серьезной нагрузке. Со связанными между собой стержнями в таких условиях ничего не произойдет, в то время как сварочное соединение при значительном давлении попросту ломается. А ремонт в подобных ситуациях чрезвычайно сложен и дорог.
Связывание арматурного каркаса осуществляется в тех местах, где металлические стержни пересекаются. Для выполнения этой работы требуется использовать специальную проволоку, предназначенную для вязки арматуры. По сути, ей может стать любая проволока, диаметр которой превышает 2—3 мм. Работа выполняется специальным крючком или пистолетом.
Ржавчина на прутьях
Не следует использовать бывшие в употреблении металлические стержни, потому что старая арматура в ряде случаев имеет дефекты, которые могут проявиться во время эксплуатации. Экономия при покупке материалов в этом случае не оправдана.
Если же новые металлические стержни имеют следы ржавчины, то в этом ничего страшного нет. Не стоит пытаться удалить ржавчину или закрасить ее. Такие манипуляции негативно скажутся на сцеплении арматуры с бетоном. При устройстве каркаса из арматуры металлические стержни можно резать при помощи болгарки.
Для сгибания прутьев можно воспользоваться специальными устройствами для разогрева металла на месте. Однако, если есть возможность, от такого подхода следует отказаться, потому что в процессе нагревания меняется структура металла, а это отрицательно сказывается на его эксплуатационных характеристиках.
Не допускается монтаж арматурной конструкции в опалубку, куда ранее уже был залит бетон. Если этапы работы были перепутаны, то весь процесс проводится заново: убирается раствор, опалубка полностью демонтируется, зачищается и устанавливается снова, в нее укладывается металлический каркас и после этого заливается новый раствор.
Наращивание арматурного каркаса
Проводить работы по наращиванию арматурной конструкции в горизонтальном или вертикальном направлении не рекомендуется. Это связано с тем, что при значительных нагрузках в местах соединения могут образоваться разрывы.
Наращивание арматурного каркаса разрешается лишь в тех случаях, когда подвальные стены в процессе эксплуатации не будут испытывать значительных нагрузок (легкие стройматериалы, низкий уровень грунтовых вод и т. д.).
Самостоятельно провести армирование стен не всегда просто. Особенно если вы ранее не занимались строительством и не обладаете требуемыми навыками и умениями. Для этой работы рекомендуется нанять профессиональных строителей.
Толщина стен подвала, диаметр используемой арматуры и количество строительных материалов должны быть заранее определены с учетом особенностей эксплуатации сооружения, уровня грунтовых вод и других факторов.
Главный редактор сайта, инженер-строитель. Окончил СибСТРИН в 1994 году, с тех пор отработал более 14 лет в строительных компаниях, после чего занялся собственным бизнесом. Владелец компании, занимающейся загородным строительством.
Источник