Как рассчитать фундамент для дома

Проблема дачного строительства в том, что на его нужды редко выделяется основной бюджет, поэтому многое застройщику приходится делать самому. Кроме того, важно контролировать процессы строительства хотя бы из соображений качества. Нужно понимать законы строительства хотя бы в первом приближении, чтобы уметь отличать действительно профессионалов от случайных людей в профессии и просто не дать себя обмануть.

Ну и вообще, прежде чем поставить задачу, требуется ее внятно сформулировать. Так что умение рассчитать фундамент может пригодиться всякому, кто в той или иной степени столкнулся с гражданским строительством. К сожалению, большинство советов, которые, как правило, даются в подобных случаях, можно отнести, скорее, к категории вредных, поэтому важно понимать принцип. В малоэтажном строительстве такого подхода достаточно для решения большинства вопросов.

1. Что такое фундамент и для чего он нужен

Фундамент принято называть ногами здания. Вероятно, это самое точное образное определение. Действительно, первоочередная задача фундамента – обеспечить устойчивость всему сооружению. Следовательно, он должен принимать и равномерно перераспределять нагрузки от всего дома и передавать их на основание — плотные и устойчивые материковые слои.

В свою очередь, он должен сдерживать нагрузки от почвы и не передавать их на стены дома. То есть через фундамент на дом не должны влиять влажность почвы, пучинистость грунта при сезонном промерзании и так далее. Фундамент обеспечивает стабильность дому.

2. Виды грунтов

Основание, на которое фундамент передает нагрузку, это грунт. Важно, чтобы тяжесть приходилась на глубинные его слои — они имеют стабильные характеристики и более высокую несущую способность.

Характеристика грунта зависит от его состава. И уже от состава зависит способность грунта к дренажу (отводу осадков), его поведению под нагрузкой, пучинистости (способность к неравномерным деформациям при промерзании).

Скальный грунт можно назвать самым стабильным. Он не берет влагу, не пучится при промерзании. Чуть в меньшей степени такими характеристиками обладают хрящи — примерно то же самое, что и скальный, но только состоящий не из монолита, а обломков. Песок хорошо отводит воду, равномерно деформируется под нагрузкой, мало пучится при промерзании. Его несущая способность зависит от размера фракции — мелкий песок менее надежен, чем крупный.

Глинистые грунты очень капризные. Часто непредсказуемы при увлажнении, сильно выпирают при замерзании.

Так же важно учитывать влажность участка. Решения, пригодные для сухих участков, не годятся на болотистых почвах.

3. Основные виды фундаментов

Основных видов фундамента всего три, хотя почти каждый вид имеет разновидности. Кроме того, могут встречаться и комбинированные варианты.

Важно понимать, что нет идеальных фундаментов, как нет и однозначного решения для того или иного вида строения. Выбор фундамента всегда зависит от конкретного случая, при этом во главу угла ставится не тип строения и его конструктивные особенности, а геология участка, на котором возводится здание, то есть особенности грунта. И только потом уже учитывают особенности дома.

3.1 Ленточный фундамент

Представляет собой сплошную ленту под всем периметром стен — в идеале монолитная рама. Различается по степени заглубления. Мелкозаглубленные фундаменты не доходят до расчетной линии промерзания. Заглубленные фундаменты опираются на слои ниже линии промерзания. Это очень надежный вид основания, способный работать с серьезными нагрузками, отчего такой вид фундамента популярен при строительстве кирпичных домов. Его минус — высокая стоимость и большой объем работ.

Малозаглубленный фундамент используют на скальных и хрящевых стабильных грунтах — там, где нет риска промерзания почвы. В противном случае приходится принимать меры к утеплению, но эти мероприятия сводят на нет преимущества — дешевизну, поэтому чаще ленточный фундамент ставят ниже линии промерзания. Вообще, это самый универсальный вариант.

3.2 Столбчатый фундамент

Ставится там, где нагрузку требуется передать глубоко, а сооружение ленты нецелесообразно, например, на болотистом или насыпном грунте. Разновидностью столбчатого фундамента является свайный. Сравнительно недорогой вид основания под дом. Хорошо работает в условиях вечной мерзлоты. Его минус — сложность оборудования под домом подвального помещения.

В малоэтажном строительстве сейчас чаще всего используют винтовые сваи — их не забивают, а вкручивают, точно большие шурупы. Не самое мощное основание, но для большинства нужд, особенно под дома с легкими стенами (деревянные или каркасные), хватает с большим запасом. Фундамент требует ростверка — мощного арматурного пояса, связывающего отдельные опорные столбы в единую монолитную конструкцию.

3.3 Плитный фундамент

Это мощная сплошная плита под всем домом. Вероятно, самая стабильная основа под дом. Минус — дороговизна. Чаще всего сооружается на сложных участках, где другие фундаменты работать не могут, например, на том же болотистом участке. Еще один недостаток — подвал устроить практически невозможно.

3.4 Смешанные конструкции

Например, сочетание свай и плит или свайно-ленточный фундамент, при котором сваи работают на передачу нагрузки ниже линии промерзания, но часть веса с помощью малозаглубленной ленты передается и на верхние слои грунта.

4. Выбор вида фундамента и его расчет

Прежде всего важно понимать, какую нагрузку фундамент должен нести, и на какую площадь её передать. Далее будет представлен упрощённый расчёт для определения габаритов фундамента:

Шаг 1. Для начала считают вес дома. В упрощенном виде это делают так: периметр всех стен умножают на их высоту и толщину, то есть просто определяют объем, а затем высчитывают массу. Чтобы не усложнять себе жизнь расчетами, обычно оперируют какими-то усредненными величинами. Например, массу одного куба кирпичной кладки принимают за 1800 кг. Масса каменной бутовой кладки — 2т куб. Древесина обычно считается как 800 кг за куб. А легкие каркасные стены, в зависимости от утеплителя, могут весить до 700 кг.

Шаг 2. К полученной массе стен плюсуют вес перекрытий (зависит от материала) и кровли. Тут тоже стоит учитывать, из чего сделана кровля. Квадратный метр черепицы весит много тяжелее ондулина да и требует более мощной стропильной системы, но высчитать эти значения не сложно.

Шаг 3. К массе крыши, стен и перекрытий добавляем снеговую нагрузку (табличные данные есть для каждого региона) — минимально 80 кг, максимально — 560 кг на квадратный метр кровли – и вес людей и мебели, обычно 150 кг на метр площади.

Шаг 4. Теперь мы получили вес здания со всей начинкой, но эту цифру пускать в ход все равно рано. Дому нужен запас надежности, для чего полученное число обычно умножают на коэффициент 1,2. Но данный коэффициент годится тогда, когда у вас на руках заключение экспертной комиссии по геологии участка, на котором планируется поставить дом. Если его нет и особенности грунта определяются приблизительно, то значение коэффициента должно быть уже 1,4.

Шаг 5. Дальше оцениваем несущие особенности грунта: какую нагрузку он способен воспринять. Во многом на эту особенность влияет влажность и плотность породы, но, чтобы не ошибиться, можно брать минимальное значение. Среднее расчётное сопротивление самых распространённых грунтов:

• песок мелкий — 1 кг/см 2 ;
• песок крупный — 3 кг/см 2 ;
• крупные хрящи — 6 кг/см 2 ;
• глина твердая — 3 кг/см 2 ;
• глина мягкая, увлажненная — 1,5 кг/см 2 ;
• супесь — 2,5 кг/см 2 ;
• щебень, гравий — 5 кг/см 2 .

Шаг 6. Дальше все просто. Массу дома (с учетом коэффициента) переводят в килограммы и делят ее на расчётное сопротивление грунта. Так получается минимальная опорная площадь фундамента в см 2 (чтобы перевести в м 2 необходимо разделить значение на 10000). И, если мы имеем сваи, то делим цифру на площадь опоры одной сваи — получаем нужное количество свай. Если речь шла о ленте, то значение опорной площади делят на периметр дома — получают необходимую ширину фундамента. Тут нужно понимать, что ширина фундамента должна быть никак не меньше толщины стен. Но, если этого значения не хватает, то можно фундамент расширить в нижней части — сделать так называемую подошву.

Если все же технология расчета фундамента покажется слишком сложной и недоступной или строительство назревает масштабное, то лучше заказать подробные геологические исследования участка. Нужно помнить, что на фундаменте экономить нельзя — это основа всего, пусть она порой бывает и незаметна после окончания строительства.

Как рассчитать фундамент для дома

Любой дом строится строго по проекту, который разрабатывается специалистами. Одним из важнейших пунктов строительного планирования считается расчет фундамента. Но часть построек приходится строить самостоятельно. К таким относятся бани, гаражи беседки и даже небольшие жилые дома. В таких случаях важно подобрать и спроектировать качественный и надежный фундамент. Тем более стоимость фундамента от всех работ порой доходит до 1/3. Если допустить ошибку, то переделать основание дома порой невозможно, и всегда затратно. А затраченные силы и время вообще никто не вернет. О том, как рассчитать фундамент для дома, выбрать подходящий, можно узнать из этой статьи.

Роль фундамента в строительстве

Фундамент дома в первую очередь является основанием для конструкции, от качества которого будет зависеть, сколько прослужит здание. Любое строительство дома из бруса проводится согласно утвержденной документации, в которой расчет фундамента занимает не последнее место.

Правильно спроектированный фундамент предохранит здание от подтопления и сбережет строительство дома из клееного бруса и любого другого от растрескивания и разрушения. Платформа должна быть рассчитана так, чтобы без проблем выдержать вес дома и при этом распределять нагрузку равномерно на грунт.

В расчет фундамента входят:

1. Расчет нагрузки для различного рода грунта.
2. Расчет кубатуры (определение, сколько строительных материалов необходимо).
3. Расчет стоимости фундамента, включая работу и материалы.

Самые распространенные ошибки при монтаже основания можно увидеть на видео:

Какую конструкцию основы выбрать

В строительстве деревянных домов использую конструкции:

Есть территории, где рационально применять платформу смешанного типа, например, ленточно-свайный. Такой является модификацией одного из основных видов. Но это сложная конструкция, и строители стараются изменить состав почвы под один из основных типов. Так осушается болотистая почва и намывается песок, или часть грунта просто вынимают и засыпают шлаком, который трамбуясь, превращается в бетон.

Выбирают основание в зависимости от строящегося дома. Чем тяжелее конструкция, тем массивнее фундамент. Для строительства дома из профилированного бруса или оцилиндрованного бревна используют ленточный или столбчатый виды. Причем ленточный, делают мелко заглубленным.

Глубину залегания рассчитывают, отталкиваясь от двух основных факторов:

1. Глубина залегания грунтовых вод.
2. Промерзание почвы в местности будущего строительства.

Существуют средние нормы для глубины залегания подошвы на различных почвах:

• Супесь — 125см
• Глина и суглинки — 150 см
• Песок и гравий — 100 см

Это максимальное залегание основания дома по строительному ГОСТу, но в нем указаны и максимальные показатели залегания:

• Для сухой почвы — 70 см,
• Для влажной, с близким залеганием грунтовых вод — 120 см.

Если дом по плану имеет подвальные помещения, то подошва конструкции должна быть ниже уровня пола минимум на 40 см.

Какие нагрузки влияют на фундамент

На основание всегда действуют две силы:

1. Нагрузка от самой конструкции.
2. Нагрузка от давления грунта.

При правильном расчете фундамент должен выдерживать вес дома, мебели, жильцов, снега и ветра, а так же давление от вспучивания почвы. Вес здания при планировании высчитывается в соответствии со специальными таблицами, в которых указан примерный вес того или иного материала. Высчитать, сколько весит дом, имея эти таблицы, несложно. Вес дома на 1 см 2 /кг должен превышать нагрузку, которую выдерживает грунт. Так для некоторых видов грунта эта нагрузка ровняется:

• Гравий и крупный песчаник — 3,5-4,5 кг/см 2 .
• Мелкий песчаник — 2-3 кг/см 2
• Глинистая твердая почва — 3-6 кг/см 2 .
• Щебенка — 5-6 кг/ см 2 .

Делая расчет, не нужно забывать, что сама конструкция основания тоже имеет определенный вес. В любом случае расчет конструкции всегда индивидуален для различных участков и строений.

Все нагрузки на фундамент разделяют на постоянные (крыша, стены, балки перекрытий, гидроизоляция и т.д.) и временные (снежный покров, ветровые и т.д.).

Рассчитываются общая нагрузка (сам дом, фундамент, система утепления) и при эксплуатации (мебель, люди проживающие и т.п.).

Как высчитывается нагрузка на фундамент

Определив размеры дома, несложно высчитать площадь фундамента под него. Это делается для правильного расчета нагрузки. Нагрузка зависит от того, из какого материала собирается дом. В нормативной строительной документации приведен удельный вес фундамента в зависимости от различных материалов:

• Кирпич и бетон — 1880-2200 кг/м 3 ,
• Камень бытовой — 1600-1800 кг/м 3 ,
• Вес стен деревянного дома:
• Каркасно — панельный — 30-50 кг/м 2 ,
• Брусовый, оцилиндрованное и рубленное бревно — 70-100 кг/м 2 .

Для определения нагрузки важно знать вес перекрытий:

• Цокольные перекрытие — 100-300 кг/м 2 ,
• Чердачные перекрытие — 150-300 кг/м 2 ,
• Железобетонные перекрытие — 500 кг/м 2 .

Удельный вес кровли:

• Листовая сталь — 20-20 кг/м 2
• Рубероид — 30-50 кг/м 2
• Шифер — 40-50 кг/м 2
• Керамическая черепица — 60-80 кг/м 2 .

Зная эти данные, можно высчитать примерный вес дома.

Посмотрим, как можно использовать эти показатели на реальном примере:

По плану будущий дом имеет размеры 8х5 с одной внутренней стеной. Высота здания 3м. Для того, чтобы узнать длину стен: 5+8+5=18 м. Высчитываем площадь стен: 18х3=54 м2.

Для вычисления пощади цокольных перекрытий составим произведение длины и ширины дома: 5х8=40 м 2 . Чердачные перекрытия имеют одинаковую площадь с цокольными, значит, тоже 40 м2.

Чтобы высчитать площадь кровельного перекрытия, нужно знать размеры листа. Пусть это будет лист 6Х2 м. Площадь: 6х2=12 м 2 . Всего будут использовано 8 листов: 8х12 =96 м 2 .

Зная эти цифры, легко можно сосчитать постоянную нагрузку на фундамент. Причем эту цифру нужно округлить до максимальной.

Следующим этапом рассчитывается вес и площадь фундамента

Площадь и вес фундамента

Рассчитать фундамент несложно, рассмотрим конкретный пример:

Для строительства дома был выбран ленточный фундамент с подошвой в 1,5м, к этой цифре нужно прибавить 50 см, над уровнем грунта. Высота фундамента будет ровна 1,50+0,50= 2 м. Затем рассчитывается длина: (5+8)х2=26 м. Внутренняя перегородка имеет длину 5м. 26+5=31 м.

Рассчитаем объем фундамента, произведением длины, высоты и ширины. Возьмем ширину в 50 см, 0,5х31х2=31 м 2 . Теперь, по вышеуказанным данным, рассчитаем вес фундамента: Железобетон веси 2400 кг/м3, 31х2400=74 400 т. Опорная площадь фундамента будет 31000х50 =15 500 см 2 .

Если допустимая площадь для определенного вида грунта выше, то нужно изменять ширину платформы у ленточного, и количество столбов у столбчатого. Но при этом общий вес конструкции увеличится, поэтому расчеты нужно начинать заново.

Как рассчитать бетон для фундамента

Чтобы не совершать покупку лишних строительных материалов, важно произвести точный расчет кубатуры фундамента. Для расчета кубатуры важно учесть два фактора: вид фундамента и сложность его конструкции. Для удобства читателей рассмотрим расчет различного вида фундамента отдельно.

Расчет кубатуры ленточного основания

Рассчитать кубатуру ленточного фундамента проще всего. Для этого необходимо сложить длину, ширину и высоту. Пусть ширина будет 50 см, высоту мы уже рассчитывали выше 1,5м. Длина высчитывается по периметру 5+ (8+5)х2=45 м. Кубатура рассчитывается: 0,5х45х1,5 = 33,75 м 3 . Округляем эти данные и прибавляем 10% (запас), получается 37 кубов бетона.

Расчет кубатуры столбчатого основания

Столбчатый фундамент может иметь различную форму (круг, квадрат и т.д.). Рассчитаем для примера кубатуру круглых столбов. Для этого нужны значения: диаметр, поперечное сечение, высота столба. Площадь высчитывается умножением числа Пи на радиус х 2. Поперечное сечение для столба с радиусом 15 см: 3, 14х0,075м = 0,2355 м. Зная радиус и высоту можно высчитать объем: 0,2355х1,5 =0, 353 м 3 . Это число нужно умножить на количество столбов в фундаменте.

Расчет кубатуры для плиточного основания

Для расчета монолитной прямоугольной плиты нужно знать ее площадь и толщину. Планируемый дом имеет размер 5 х 8, следовательно площадь плиты будет 40 м 2 . Специалисты рекомендуют использовать монолит толщиной 10-15 см. Высчитываем кубатуру при 10 см толщины: 40х10=400 м 3 .

На монолитном фундаменте по периметру делают ребра жесткости. Для расчета их площади необходимо знать их длину и ширину. В конструкции 5х8 ребра жесткости монтируют через 2,5 м. По ширине таких ребер будет 3, по длине 4. Общая длинна будет ровна: (5х3)+(8х4) = 47 м.

Теперь высчитываем кубатуру. Ширина ребра ровняется толщине плиты- 10 см. Значит площадь одного ребра ровно 0,1 х 0,1=0,01 м 2 . Умножаем площадь на длину 47=0,47 м 3 .

Как определить количество арматуры и проволоки

Для создания жесткой и долговечной конструкции в монтаже используют железную арматуру. Ее количество зависит от типа фундамента, нагрузок и грунта. Арматуру с большим диаметром применяют для получения платформы с большей возможностью нагрузки. Но вес фундамента с арматурой увеличивается. Если почва жесткая, то деформироваться фундамент будет минимально, а значит и арматура нужна минимального диаметра.

Количество арматуры для ленточного основания

Арматура для ленточного фундамента берется диаметром 10-12 мм, так как сама конструкция выдерживает большие нагрузки. Укладывают ее в два прута, независимо от заглубленности основания. Специалисты рекомендуют укладывать арматуру на 10-15 см от верхней точки заливки. Вертикальные пруты при этом не имеют нагрузки, поэтому их можно использовать самые дешевые.

Для дома размерами 5х8 длина ленточного основания равняется 45 м. При армирование 4 прута расход будет: 45х4=180 м. Добавляем поперечины при высоте фундамента 150 см и ширине 50 см с шагом в 40 см: (8/0,4)х0,5=10 м. Добавляем их к длине: 180+10=190 м.

Вязальной проволоки понадобиться на одно соединение 30 см. Длина 45 м и шаг 40 см: 45/0,4- 112,5. Эту цифру умножаем на размер одного соединения: 112,5х 0,3= 33,7 м вязальной проволоки нужно на одноуровневый фундамент.

Количество арматуры для столбчатого основания

Для армирования столбчатого основания используют толстую арматуру от 40 мм. По горизонтали арматура не несет никакой нагрузки, поэтому тут можно взять самую недорогую. В среднем в каркасе одного столба используется 4 прута. Зная количество столбов, будет несложно высчитать размер арматуры.

Для конструкции высотой в 1,5м диаметром 15 см нужно 4 прута, с шагом 7,5 см и связующими в 3 точках. Толстой арматуры нужно: 1,5х4=6м. Для связки тонкой: 30 см (для одного узла)х3=90 см. Если в фундаменте используется 20 столбов, то количество умножается на эту цифру.

Вязальной проволоки нужно для соединения в 3 точках одного прута. Это число умножается на число прутов и на вертикальные соединения: 3х4х30=72 м.

Количество арматуры для монолитного основания

Для плотного устойчивого грунта можно взять тонкую арматуру от 10 мм. Для тяжелой конструкции и неустойчивой почвы от 14 мм. Крепиться связка с шагом в 20 -30 см.

Для платформы 5х8 нужно по длине 27 шт., и по ширине 17 шт. Так как обвязка нужна двойная: (17+27)х2=88. Это число нужно умножить на длину прута, получится метраж арматуры.

Как рассчитать стоимость фундамента

После того как произведены расчеты кубов и количества арматуры, несложно посчитать стоимость фундамента. К основной стоимости добавляются работы и цена досок для опалубки + земельные работы и техника.

В среднем стоимость на конструкцию под ключ начинается от 15 000 м 2 . Но можно сэкономить и выполнить все работы своими руками.

Стоимость готового бетонного раствора колеблется от 700 руб./куб, но можно сократить затраты, сделав бетон самостоятельно. Для этого понадобиться песок, гравий и цемент М250 или 400. Средняя цена на цемент от 800 руб. за мешок в 40 кг. КАМАЗ песка стоит от 2 500 руб., его хватит на заливку фундамента.

Сокращаются расходы и при выполнении частичных работ, например, вырыть траншею и сделать опалубку своими руками, а залить бетоном доверить специалистам.

В любом случае не стоит экономить на основании дома, так как оно должно быть надежным и прочным. А как рассчитать и не переплачивать, мы подробно рассказали.