Расчет столбчатого фундамента под забор

Фундамент под тяжёлый забор

Жизненное кредо Александра – работай на себя и получишь отдачу — 1000% прибыли. Ему приходится работать и руками и ногами и головой. Но, кроме огромной отдачи — разнообразная работа не замыливает мозг, она всегда интересна…

Год назад Александру захотел построить дом. Но так как он не строитель, то решил начать с малого – рассчитать и построить фундамент для забора, а в процессе работы приобрести опыт, чтобы потом не делать ошибок во время возведения дома.

Ему нужно было на собственном опыте познать технологию строительства, пощупать руками, понять мозгами, да так, чтобы при строительстве дома знать, как организовать рабочий процесс, что требовать с рабочих. Чтобы не возникал вопрос – А не хотят ли меня развести на деньги?

Фундамент забора

Как без строительного образования дешево сделать фундамент под тяжёлый кирпичный (бетонный) забор. Всё очень просто — нужно сделать его самому решил Александр. Фундамент будет находиться в земле, так что небольшие погрешности не страшны.

Для начала – «фасадный забор». Его он решил сделать не меньше двух метров высотой.
Его общая длина с учётом планирования участка составила 20 метров. Это много, решил он, и начать с 10-ти метров.

Александр расчитал, что ширина траншеи под ленту будет равняться ширине лопаты — 0.3 метра, а глубина 0.65 метров.

Под столбы, которые будут через каждые 2.045 м. по центрам, фундамент шире, и глубже — 0.5х0.5х0.9 как раз до глины.

В Центрально-Чернозёмном районе грунт — чернозём, и только после 0.9 метров начинает появляться глина. Все строительные организации роют траншею под ленточный фундамент даже для кирпичного дома — «до глины», хотя, расчётная глубина промерзания 1.3 м. Но тут не дом, а забор, поэтому ямы под столбы он копал до глины, т.е. на 90 см.

Помощником у Александра в строительстве забора был его 11 летний сын — будущий олимпийский чемпион по плаванию. Десять метров траншеи его сын выкопал за два дня. Первый день умирал, и был согласен, взамен проплыть километр любым стилем, без перерыва, на что Александр сказал – что просто он не научился ещё копать. На второй день сын бодро и без разговоров взял лопату, и уже не ныл, что сильно устал.

Итак, траншея выкопана, Александр посыпал на дно 5 см. щебня, сверху 10 см. песка, и залил водой, а потом утоптал, застелил целлофан и начать укладывать и вязать арматуру.

Целлофан Александр уложил для удобства расчёта нужной марки бетона, который ему нужно было приготовить. Дело в том, что, рассчитав по таблице водоцементное отношение, и попробовав лить бетон в землю, он понял, что вода очень быстро уходит в землю, и в бетоне не хватает влаги. Для чего нужно делать бетон более жидким за счёт нарушения В\Ц, и нужно угадать, сколько воды уйдёт в грунт. Ему показалось, что проще постелить целлофан, вода уходить не будет, и бетон получится такой, который нужен.

Затем он приобрёл арматуру разного диаметра, трубы для столбов и моток вязальной отожженной проволоки.

Технология резки вязальной проволоки

Арматуру вязал сам, с помощью пассатижей, и обезьянки. Заняло это три часа.

Прикинул, какая длинна проволоки должна быть, чтобы, сложив её в две — комфортно вязать арматуру. Получилось 30 см. — это окружность моего кулака. Намотал на кулак проволоку, потом снял, расплющил моток, и обезьянкой разрезал пополам параллельно длинным сторонам (обезъянка – УШМ или шлифмашинка).

Проволока для вязки готова.

Потом порезал три 3-х метровые арматуры 12 мм. диаметра на три части, согнул левую ногу в коленке, и обернул каждую часть вокруг голени с бедром так, чтобы получилась фигура, отдалённо напоминающая прямоугольник со сторонами 35х15

К этим псевдопрямоугольникам проволокой он привязал 14-ую арматуру.

По предварительным подсчётам цена примерно одинаковая.

Расчёт бетона для фундамента

Далее нужно залить бетоном 10 метров фундамента под тяжёлый забор.

Длина ленты между столбами 2.045 м. Столбы 0.5х.0.5 м. Ширина ленты 0.3 м. Глубина 0.5. Глубина столбов 0.75.

Объём бетона получается 5х0.5х0.5х0.75+4х2.045х0.3х0.5=0.9375+1.227=2.16 кубометров бетона. В селе ему подсказали, что на такой объём бетона хватит 10 мешков 400-го цемента.

Максимально прочный бетон из 400-го цемента получается марки 250.

Для бетона он использовал крупный заполнитель — щебень. При В\Ц. 0.55 получается на один кубометр бетона нужно 328 кг. цемента, 490 литров песка, 900 литров щебня, и 180 литров воды.

Он начал рассчитывать пробный замес в бетономешалке и унего получилось:

• цемента 21.87 кг,
• песка 32.7 литров,
• щебня 60,
• воды 12 литров.

10 литровое ведро цемента весит 13-14 кг. Отсюда он вычисляет среднюю загрузку цемента, полное 15 литровое ведро, плюс ещё два-три «мастерка».

Щебня он загрузил 7 — 12 литровых вёдер, а песка засыпал 3.5 ведра по отметке 10 литров 12-ти литрового ведра. С малым количеством воды бетон не хотел мешаться поэтому приходилось подливать воды в бетономешалку при перемешивании.

Сначала он думал, что лишнюю воду приходится заливать из-за жары, а потом, когда пересчитал — понял, где ошибся.

Щебня пересыпал. А его поверхность нужно смочить, поэтому, и перерасход воды. И, получается, недорасход цемента. Т.к. поверхность щебня нужно не только смочить, но и обволочь цементом, а промежутки заполнить цементно-песчаной смесью.

Когда он вибрировал бетон щебень мгновенно тонул, а цементное молочко вылезало на поверхность, вместе с пузырьками воздуха, из чего был сделан вывод — что щебень улёгся ровненько, поэтому и вытесняет цементное молочко. В итоге, из 10 мешков цемента осталось полмешка.

Александр заливал бетон 2 дня, работал один. Два часа в день уходило на подготовку рабочего места, два с половиной — на уборку инструмента с устатку, и чистой тяжёлой работы по семь часов, без обеда. Он использовал бетономешалку Optimix M 190 E — это её объем в литрах.

Но, к сожалению, этот объем никакого отношения к замесу не имеет. По паспорту эта бетономешалка может максимально замесить 0.165 куба. Когда Александр замешивал бетон, то в неё входило 7 12-ти литровых ведёр щебня, т.е. 84 литра. Исходя из того, что в бетоне объём щебня в среднем 85% — получаем, что максимально он замешивал 0.1 куб за раз.

Имея вибратор, он делал самую густую смесь, чтобы получить максимально прочный бетон М250 из цемента м400, при минимальном расходе цемента. Именно поэтому, больше 0.1 куба замесить не получалось, т.к. бетон был очень густой, и при увеличении замеса просто плохо перемешивался, даже если он давал время на перемешивание, 10 — 15 минут.

А вот если сделать бетон пожиже, то вполне вероятно замесить и 0.165 куба за раз. Но, возрастёт расход цемента, и упадёт максимальная прочность.

Александр мешал бетон до тех пор, пока он не приобретал однородность, и не начинал отваливаться от стенок при вращении. И очень часто трудно было подсчитать количество заливаемой воды. В итоге, иногда приходилось подливать воды, а иногда подсыпать цемента, щебня и песка. В среднем, он один делал три замеса в час.

Друзья убеждали его, что в бетономешалке нужно сначала перемешать цемент с песком, потом сыпать щебень и добавлять воды.

А оказалось — сначала вода, потом щебень, затем песок, и только потом цемент загружают.

Опалубка из шпал

Опалубку для наземной части фундамента он сделал из шпал. Бензопилой их поправил и сбил гвоздями.

После заливки снял шпалы, и зашлифовал алмазным кругом. После шлифовки о поверхность фундамента невозможно испачкаться! На 10 метров длины поверхности ленты фундамента алмазный круг сточился наполовину.

Затраты на строительство:

• Пара упаковок целлофана 30 микрон 3х10 метров — 200 руб.
• Купил 16 шт. трёхметровой арматуры диаметром 14 мм — 2664 руб.
• Три арматуры диаметром 12 мм — 347.4 руб.
• Пять труб Ф57 длинной 2.7 м. под столбы — 2.7х5=13.5 метров — 3024руб.
• Моток вязальной отожженной проволоки на рынке обошёлся в 100 руб.
• 10 мешков 400-го цемента по 275 руб. плюс 150 руб. доставка = 2900 руб.

Источник

Как рассчитать столбчатый фундамент?

Фундаментное основание столбчатого типа представляет собой бетонную или металлическую раму (ростверк), опирающуюся на вертикальные столбы, заглубленные в грунт на определенную глубину.

Материалом для устройства столбов может служить железобетон, полнотелый глиняный кирпич, блоки, металлические трубы или бутовый камень. В нижней части каждой опорной колонны может быть предусмотрена более широкая подошва для увеличения площади опоры. Поперечное сечение вертикальных опор может быть круглым или квадратным.

Варианты столбчатых оснований.

Надежность фундаментной конструкции в значительной мере зависит от расчета столбчатого фундамента и правильного расположения опорных столбов, которые должны быть установлены:

• под всеми углами здания;
• в местах примыкания и пересечения стен;
• на прямых участках ростверка не далее двух метров друг от друга.

Конструкция рамы ростверка должна служить опорой для всех несущих стен и перегородок. При большой длине здания следует предусмотреть дополнительные поперечные перемычки для обеспечения более надежной связи между продольными балками.

Требования к применению столбчатых оснований

Низкая стоимость конструкции с опорой на вертикальные столбы делает ее весьма привлекательной для частных застройщиков. Однако этот тип фундаментов имеет ряд ограничений по применению.

К неблагоприятным условиям для применения столбчатых оснований относят:

• вероятность горизонтальной подвижности грунтов и боковые внешние нагрузки;
• склонную к просадке или пучинистости почву;
• высокий уровень грунтовых вод, которые не должны подходить к подошве ближе 500 мм;
• глубина промерзания грунта более 1,5 м;
• перепады высот на участке застройки больше 2-х метров;

Уменьшенная несущая способность позволяет использовать его только для каркасных домов, строительства легких жилых зданий из щитовых и деревянных материалов, а так же небольших бань, веранд, пристроек, хозяйственных сооружений и под каркасный гараж.

Удельный вес стенового материала для одноэтажных зданий не должен превышать 1000 кг/м 3 , а толщина стен — менее 400 мм. Применение тяжелых железобетонных перекрытий, балок и перемычек не допускается.

Для таких помещений как веранды, пристройки и флигеля, рекомендуется делать собственный фундамент. Вес их конструкций намного меньше самого жилого дома. Поэтому можно использовать более простую и дешевую конструкцию. Кроме того, такое отделение может значительно уменьшить общую площадь дома и приведет к другим расчетным результатам.

Исходные данные для проведения расчета

Для того, чтобы правильно выполнить расчет количества опор столбчатого фундамента, необходимо обладать информацией. К таким исходным данным для расчета относится:

• отчет об инженерно-геологических изысканиях, включающий структуру поперечных разрезов почвы и данные о залегании грунтовых вод;
• несущая способность грунта;
• глубина промерзания и величина снегового покрова в данной местности, взятые из СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»;
• данные об удельном весе строительных конструкций, из которых будет построено здание, взятые из СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Если вы решили не привлекать специалистов для проведения изыскательских работ, а сведений о геологии участка у вас нет, то потребуется выполнить изучение грунтов самостоятельно.

Для этого на участке застройки необходимо выкопать 2-3 шурфа на глубину не менее чем 0,5 метра ниже опорной подушки фундамента. Если при этом будет обнаружен влагосодержащий слой, то использовать для постройки столбчатый фундамент нельзя. Придется выбрать более дорогое основание.

Оценка несущей способности грунта

Природный состав грунта определяет его несущую способность и поэтому, после изучения геологических данных, необходимо выбрать из табл. 1-5 на стр.6 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» данные о расчетном сопротивлении грунтов, соответствующих реальной ситуации. При этом следует учитывать, что приведенные числовые значения относятся к глубине заложения более 1,5 метра. Подъем на каждые 500 мм вверх увеличивает это значение в 1,4 раза.

Таблица сопротивлений грунта (R).

Определение весовых нагрузок на фундаментное основание

Вес строительных конструкций здания, снегового покрова в зимнее время, инженерного оборудования и бытового оснащения является важнейшим определяющим фактором для расчета фундамента. Можно попытаться выполнить расчет каждой отдельной конструкции по удельному весу составляющих ее элементов, но это очень большая и сложная задача. В справочной литературе уже приводятся средние обобщенные данные, которые можно взять за основу. Вот некоторые из них:

• стена из бруса при толщине 150 мм – 120 кг/м 2 ;
• бревенчатые стены 240 мм – 135 кг/м 2 ;
• каркасные стены с утеплителем толщиной 150 мм – 50 кг/м 2 ;
• пенобетонные блоки марки D600300 мм – 180 кг/м 2 ;
• междуэтажное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем – 100 кг/м 2 ;
• такое же чердачное перекрытие с учетом утеплителя – 150 кг/м 2 ;
• бетонные пустотные плиты – 350 кг/м 2 ;
• эксплуатационная нагрузка перекрытий – 200 кг/м 2 ;
• кровля с покрытием из металлочерепицы – 30 кг/м 2 ;
• крыша с шифером – 50 кг/м 2 ;
• кровля с керамической черепицей – 80 кг/м 2 ;
• снеговая нагрузка для средней полосы России – 100 кг/м 2 ;
• для южных регионов – кг/м 2 .

При проведении расчетов так же следует учесть массу самого фундамента. Для этого следует определить его объем и умножить на средний удельный вес железобетона – 2500 кг/м2. Угол скатной крыши может уменьшить или увеличить указанную здесь величину при его изменении.

Вес строительных конструкций.

Общий расчет столбчатого фундамента

Выполнение расчета фундаментной конструкции основано на определении суммарной площади сечения всех опорных столбов фундамента (S). Она определяется как отношение общей массы здания (Р) к расчетному сопротивлению грунта (Ro) по формуле:

S = 1.4 x P/Ro, где 1,4 — это коэффициент запаса прочности.

При составлении предварительной схемы расположения фундаментных столбов была определена их расстановка и минимально возможное количество. Поэтому, разделив общую площадь сечения на число опор, можно получить размеры сечения каждого отдельного столбчатого фундамента под колонну.

Если размер колонн получился менее 400 мм, то следует принять этот минимальный размер. При необходимом сечении столбов более 600 мм, требуется увеличить их количество на схеме, изменяя расстояния между опорами на прямых участках таким образом, чтобы весовая нагрузка распределялась более равномерно.

Минимальная площадь опорной подушки должна превышать сечение столба в полтора раза при толщине 400 мм.

Подошва столба изготавливается из железобетона в опалубке с обязательным двухрядным армированием и подстилающим слоем из щебня толщиной не менее 100 мм.

Опирающаяся плоскость нижней части опоры должна находиться на 30-40 см глубже уровня промерзания грунта.

Карта глубин промерзания грунта в России.

Пример расчета количества столбов

Задача – рассчитать фундамент для небольшого каркасного дома в средней климатической полосе России размером 5 х 6 метров при высоте этажа 3,0 метра и кровле из металлочерепицы. Пример расчета столбчатого фундамента включает несколько пунктов.

• принимаем в качестве опоры фундамент на круглых железобетонных столбах;
• основной грунт на участке застройки суглинок (Ro – 3,5 кг/см 2 );
• глубина промерзания 1,1 метра;
• при бурении контрольного шурфа грунтовые воды не обнаружены.

Определение весовой нагрузки:

1. общая площадь наружных стен и перегородок составляет 76 м 2 и тогда их общий вес составит 76 х 50 = 3800 кг;
2. масса цокольного перекрытия площадью 30 м 2 составляет 30 х 100 = 6000 кг., а вес чердачного перекрытия – 9000 кг;
3. площадь крыши составляет 52 м 2 , а значит весит такая кровля 30 х 52 = 1560 кг;
4. снеговая нагрузка составит 20% от нормативной при скате 46˚, что составит 100 х 52 х 0,2 = 1040 кг;
5. эксплуатационная нагрузка на одном этаже составляет 30 х 210 = 6300 кг;
6. для оценки массы фундамента возьмем количество столбов из предварительно составленной схемы и примем их диаметр равным 400 мм, тогда масса 10 столбов высотой 1,5 метра составит 540 кг;
7. вес ростверка — это масса железобетонных балок сечением 400х400 м, которая будет равна 980 кг.

Условный вес деревянного и кирпичного дома.

Суммируя полученные данные, получаем общий вес дома равным 29110 кг. Для определения суммарной площади сечения столбов делим 29110/3,5 = 8317 см 2 .

Тогда площадь сечения каждого из 10-ти столбов будет равна 832 мм 2 , что соответствует диаметру 326 мм. Принимаем диаметр равным 400 мм и определяем, что для данного здания необходимо минимальное количество столбов составляет 9 штук.

Однако, учитывая необходимость прочностного запаса 40%, к установке должно быть принято 13 столбов диаметром 400 мм.

Источник