Опорная подошва представляет собой ступенчатое расширение в нижней части конструкции ленточного фундамента. Она применяется при строительстве фундаментов для тяжелых зданий, возводимых на слабонесущих неоднородных грунтах. Данная подошва позволяет распределить вес конструкции более равномерно, тем самым уменьшив давление на грунт. В зависимости от величины нагрузок, а также размеров здания и характеристик грунта, фундамент на опорной подошве может быть одноступенчатый, двухступенчатый, а также трёхступенчатый.

Конструкция ленточного фундамента с опорной подошвой

Конструкция данного фундамента не отличается особой сложностью. Стены возводимого здания опираются на ленточную опору, которая заглублена в грунт. Прокладывается лента под все внутренние и наружные стены постройки, при этом по всему периметру фундамента сохраняется её одинаковое поперечное сечение. Все эти ленты вместе и создают фундамент, который передаёт нагрузку на грунт.

заглубляется на глубину до 30 см ниже уровня промерзания почвы. Такой фундамент может выполняться из различных материалов, таких как:

Бутовая или кирпичная кладка;

Монолитный бетон;

Железобетонные блоки.

В современном строительстве наиболее распространёнными являются ленточные фундаменты из монолитного бетона . В то время как фундаменты из бутового камня и кирпича, хоть и были широко распространены в середине прошлого века, на сегодняшний день уже потеряли свою актуальность. В свою очередь, сборные фундаменты из железобетонных блоков применяются в условиях масштабного строительства, ведь данная технология требует использования специальной строительной техники.

Преимущества ленточного фундамента с опорной подошвой:

Простота возведения;

Высокая долговечность;

Высокая несущая способность;

Используется для самых различных типов грунта;

Подходит для любых построек;

Имеется возможность обустроить подвальное помещение.

Недостатки ленточного фундамента с опорной подошвой:

Нельзя строить на глубокопромерзающих и сильновспучивающихся грунтах;

Фундамент из монолитного бетона потребует больших временных и трудовых затрат, по сравнению с другими видами фундаментов;

Большой расход материалов (опалубки, арматуры или бетона);

Для заглубленных типов ленточных фундаментов требуется использование специальной строительной техники;

Высокая стоимость строительства фундамента.

Даже при всех имеющихся недостатках, ленточный фундамент с опорной подошвой является самым востребованным и распространённым в современном строительстве. Сделав выбор в пользу данного вида ленточного фундамента, вы гарантируете своей будущей постройке высокую надёжность и долговечность.

Цены на ленточные фундаменты

В стоимость строительства ленточного фундамента с опорной подошвой входит:

Разметка местности, привязка;

Рытьё траншеи под фундамент 10 см;

Песчаная подушка 10-20 см, с утрамбованием;

Установка арматурных каркасов;

Установка опалубки;

Заливка бетона марки М250.

№

Тип фундамента

Единица измерения

Стоимость в рублях

1

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

м/п

4400

2

Заглубленный ленточный фундамент

м/п

7000

4

м/п

7600

За дополнительную плату вы можете заказать:
  • Смену марки бетона М300-М450
  • Увеличение диаметра арматуры
  • Смену высоты или ширины ленточного фундамента

Монолитный ленточный фундамент не армируется только при сооружении небольших и не ответственных построек – гаражей, хозяйственных сараев, садовых беседок. В случае строительства жилых домов, общественных, промышленных, коммерческих зданий, особенно в сложных грунтовых условиях, армирование обязательно.

Причины, по которым нужно армировать железобетонный фундамент

В железобетонной конструкции каждый компонент – бетон или арматура – выполняет разные функции. Бетон при растяжении способен удлиняться всего на доли миллиметра. При больших растягивающих нагрузках и поперечных срезающих силах в неармированной бетонной конструкции могут возникать деформации, приводящие к растрескиванию и появлению других дефектов, вплоть до разрушения.

Стальные элементы каркаса железобетона могут воспринимать растягивающие нагрузки, десятикратно превышающие те, что может воспринимать бетон. Пластичный стальной прокат, имея свойство удлиняться без разрыва на 5-25 мм, работает на растяжение, предотвращая развитие деформаций в конструкции за допустимые пределы.

Монолитная фундаментная лента представляет собой систему балок, связанных между собой на углах и пересечениях, лежащую на сплошном упругом грунтовом основании. Грунты постоянно испытывают воздействие климатических факторов – промерзают зимой и оттаивают весной, увлажняются поверхностными или подземными водами, при этом увеличиваясь или уменьшаясь в объеме.

Возникающие при этом силы снизу передаются на фундамент, а при постоянной нагрузке от здания сверху в конструкции возникают усилия сжатия и растяжения. При этом сжатие и растяжение могут испытывать разные зоны сечения монолитных балок, составляющих ленточный фундамент.

Поэтому основная схема армирования ленточного фундамента – это объемный каркас с расположением стальных прокатных изделий вверху и внизу поперечного сечения. Если ширина подошвы ленты превышает ширину стены более, чем на 600 мм, то дополнительно армируется и подошва с помощью плоских сеток.

Какая арматура используется для армирования ленточных фундаментов

Армировка ленточного фундамента выполняется посредством пространственных каркасов и плоских сеток, в которых стальные прокатные изделия делятся на рабочие, воспринимающие основные растягивающие усилия, и конструктивные, служащие для закрепления рабочих стержней.

Рассмотрим, какие стальные стержни можно использовать для ленточного фундамента. В качестве рабочей используется рифленый стальной прокат класса А3, по другой классификации А400, выпускаемая по ГОСТ 5781-82* или А500С по ГОСТ Р 52544-2006 . Рифленый прокат способствует лучшему сцеплению рабочих стержней с бетоном. Армирование ленточного фундамента посредством проката А500С позволяет сваривать каркасы и сетки. В качестве конструктивной применяются стержни с гладкой поверхностью класса А1 или, по другому обозначению, А240.

Арматура периодического профиля

Об использовании рабочей арматуры классов А3 и А500С, различиях между ними, выгоде применения А500С, особенностях установки каркасов и сеток мы писали в статье «Ленточный фундамент: от земляных работ и подушки до заливки бетона и снятия опалубки».

Все работы по армированию нужно производить, следуя указаниям технических документов СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» , пользуясь которыми, можно армировать ленточный фундамент своими руками.

Расчет диаметра арматуры и количества рабочих стержней для ленты

Диаметр круглого проката для ленточного фундамента определяется на основании расчета, в котором учитываются нагрузки, которые несет фундамент. Нагрузка собирается со всех несущих стен в приложении на 1 метр погонный по длине фундамента. В суммарной нагрузке учитываются:

  • собственный вес конструкций стен из разных материалов каменной кладки, легкобетонных блоков, деревянных, монолитного железобетона и т.п.;
  • собственный вес перекрытий – железобетонных или деревянных, собираемый с 1 м 2 и половины пролета между несущими стенами;
  • веса людей, мебели, перегородок, оборудования и пр., действующий на перекрытия, собираемый с 1 м 2 и половины пролета перекрытия. Принимается по СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» ;
  • вес покрытия и конструкций кровли, собираемый с 1 м 2 и половины пролета;
  • вес снежного покрова зимой, принимаемый по СНиП 2.01.07-85* .

После сбора нагрузок рассчитывается ширина конструкции ленты с учетом несущей способности основания. Мы привели примеры, как правильно произвести сбор нагрузок, расчет ширины ленты и толщины противопучинной подушки в статье «Мелкозаглубленный ленточный фундамент: расчёт глубины, подготовка основания, армирование своими руками и калькулятор расчётов».

Там же имеются таблицы для сбора нагрузок для разных видов стен и перекрытий, величины значений расчетных сопротивлений различных типов грунтов, которыми можно воспользоваться при расчете любых ленточных фундаментов, предназначенных для малоэтажных зданий. Для быстрого расчета на странице статьи предусмотрен калькулятор.

Расчет армирования выполняется с учетом принятых габаритов конструкции фундамента – ширины подошвы и высоты сечения по методике СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» . Чтобы правильно рассчитать армирование ленточного фундамента согласно СНиП, следует обратиться к профессиональным проектировщикам.

А мы приведем упрощенный метод расчета.

Упрощенный расчет армирования ленточного фундамента

Упрощенный расчет стального проката для ленточного фундамента заключается в подборе количества рабочих стержней, а также их диаметра по основному показателю – минимальному проценту армирования.

Согласно требованиям п.5.11 Таблица 5.2 Пособия к СП 52-101-2003 суммарная площадь рабочих стержней, которые могут воспринимать растягивающие усилия, не должна составлять менее 0,1 % площади сечения рассчитываемой железобетонной конструкции.

Так как монолитная лента имеет вид балки, на которую воздействуют разнонаправленные силы, то растянутые зоны могут быть и вверху, и внизу ее поперечного сечения.

Таким образом, главное условие расчета – наличие в обоих зонах сечения конструкции продольных рабочих стержней с суммарной площадью не менее 0,1 % общей площади сечения.

Формула для расчета процента армирования по п.5.11 Пособия к СП 52-101-2003 :

Pr – единица равная 100%;

A s ; – искомая суммарная площадь рабочих стержней, мм 2 ;

b – ширина ленты, мм;

h ; – рабочая высота поперечного сечения,в мм.

Из этой формулы можно найти необходимую минимальную площадь стержней:

При расчете нужно учитывать правила армирования ленточного фундамента, изложенные в Пособии к СП 52-101-2003 в «Руководстве по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)».

Согласно п. 5.17 Пособия к СП 52-101-2003 минимальный диаметр каждого из рабочих стержней ограничивается 12 мм.

Исходные данные: ленточный фундамент монолитный под наружные стены сечением 600 мм (b – ширина) на 500 мм (H – полная высота);

Сначала определяем h0, которая будет равна высоте сечения без защитного бетонного слоя.

Защитный слой, который необходимо выдерживать для нижних стержней на подошве ленты, укладываемых на песчаную или щебеночную подготовку – 70 мм. Но для верхней арматуры защитный слой – 30 мм, поэтому принимаем среднее значение – 50 мм:

h0 = H – 50 = 500 – 50 = 450 мм

Определяем площадь сечения ленты, которая будет использоваться в расчетах:

b х h0 = 600 х 450 = 270 000 мм 2

Необходимая минимальная площадь рабочих стержней As в каждой зоне сечения будет равна:

As = b х h0 х 0,001 = 270 000 х 0,001 = 270 мм 2

Для подборки диаметров рабочих стержней и их количества по минимально необходимой площади приводим Таблицу 1.

По таблице находим ближайшие значения для минимального диаметра 12 мм при условии установки 3-х стержней. Значение будет между колонками с 2-мя (226 мм 2) и 3-мя стержнями (339 мм 2), принимаем большее – 339 мм 2 для 3-х стержней.

В результате окончательно принимаем по 3 рабочих стержня, имеющих диаметр по 12 мм в обеих зонах поперечного сечения.

Схемы армирования ленточного фундамента

Приводим две основные схемы армирования монолитного железобетонного фундамента, которые могут использоваться в малоэтажном строительстве.

Схема 1 – если ширина ленты равна ширине стены

Схема армирования 1

Схема 2 – если ширина ленты превышает ширину стены

Схема армирования 2

В обоих случаях лента армируется по длине пространственным каркасом, рабочие стержни которого, расположенные в обеих зонах поперечного сечения конструкции, воспринимают и компенсируют растягивающие усилия.

Если лента выступает за грани цоколя более, чем на 0,5 м, растягивающие усилия будут возникать в зоне подошвы перпендикулярно к ее оси. Для того, чтобы компенсировать эти усилия, дополнительно используется армирование подошвы ленты в поперечном направлении к оси стены.

Оптимальное решение при этом – вязка сетки, состоящей из рабочих и конструктивных стержней и укладка ее перед установкой пространственного каркаса.

При устройстве пространственных каркасов кроме продольных рабочих стержней используется поперечная арматура, которая служит не только для соединения в одну конструкцию продольных прокатных изделий, но и для восприятия поперечных, перерезывающих нагрузок на ленту. Поперечная арматура противодействует также образованию трещин в конструкции и препятствует боковому выпучиванию рабочих стержней.

В составе пространственных каркасов поперечные прокатные изделия используются в виде хомутов, которые охватывают продольные рабочие стержни по периметру каркаса. Для хомутов применяется арматура с гладкой поверхностью класса А1, имеющая диаметр в пределах 6-8 мм.

Хомуты для пространственного каркаса

В техническом документе СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» определены диаметры арматуры при разных условиях армирования, которые приводим в Таблице 2.

Помимо требований по использованию для различных элементов пространственных каркасов и плоских сеток арматурных стержней определенного диаметра и класса нормами предусматривается ряд правил по армированию монолитных конструкций.

Правила армирования монолитного ленточного фундамента

При производстве армирования ленты необходимо соблюдать следующие нормативные правила:

  • рабочие стержни, установленные в продольном направлении каркасов и сетках, должны иметь один диаметр. В случае использования арматуры с разным диаметром стержни с бо льшим диаметром необходимо располагать в нижней зоне ленты;
  • при ширине ленты, превышающей 150 мм, количество продольных рабочих элементов, размещенных в одном уровне, не должно быть меньше 2-х;
  • расстояние в каркасе между продольными элементами, установленными в одном уровне, не допускается меньше 25 мм в нижнем ряду каркаса и меньше 30 мм в верхнем ряду. При устройстве пространственных каркасов также необходимо предусмотреть места для пропуска глубинных вибраторов. В этих местах просвет не должен быть менее 60 мм;
  • шаг прокатных изделий в ленточном фундаменте, предусмотренный для монтажа хомутов или поперечных элементов, должен быть в пределах ¾ высоты конструкции и не больше 500 мм;
  • защитный слой бетона, предусмотренный для рабочей арматуры каркасов или сеток, расположенной у подошвы ленты, должен составлять 35 мм при бетонной подготовке, 65 мм – при подготовке из песка или щебня;
  • защитный бетонный слой с боковых и верхней сторон конструкции – 40 мм, для хомутов или поперечных стержней – 10 мм.

Изготовление каркасов и сеток

В случае использования обычного проката классов А1, по другой классификации А240, и А3(А400), производится вязка арматуры под ленточный фундамент, для чего применяется специальная вязальная проволока. Сварка арматурных элементов возможна только при использовании проката класса А400С или А500С.

Вязальная проволока изготавливается из низкоуглеродистой стали, имеет диаметр в пределах 0,8-1,4 мм и предназначена специально для изготовления элементов несущего каркаса железобетонных конструкций. При вязке каркасов и сеток используются отрезки длиной в 30 см, которые предварительно нарезаются.

Рассмотрим, как вязать арматуру для ленточного фундамента. Для выполнения этого вида работ используется специальный инструмент: ручные крючки или насадки на шуруповерт, вязальные пистолеты, пассатижи, щипцы и кусачки.

Крючок для ручной вязки арматуры

Из отрезков вязальной проволоки делают петлю, которую пропускают вокруг места соединения арматурных стержней, затем концы закручивают вручную посредством вязального крючка или механическим способом с помощью насадки на шуруповерт или пистолета.

Способы вязки арматуры

Так как каркасы и сетки из арматуры имеют ограниченную длину, может возникнуть вопрос: как связать арматуру для ленточного фундамента. По длине каркасы и сетки стыкуют с помощью: нахлеста без сварки или сваркой в случае использования проката класса А400С или А500С.

Пистолет для вязки арматуры

При сварке внахлест длина стержней соединяемой арматуры не должна составлять менее 10 диаметров.

В случае соединения нахлестом длина перепуска арматурных стержней должна составлять не менее 20 диаметров соединяемых элементов и не менее 250 мм.

Вязка арматуры механизированным способом

Для расчета общего объема материала можно использовать калькулятор арматуры для ленточного фундамента, размещенный на этой странице.

Армирование углов и стыков

В местах примыканий и угловых соединений ленты происходит наибольшая концентрация напряжений, поэтому эти узлы необходимо дополнительно укреплять.

Для усиления используется установка дополнительных стержней по следующим схемам:

Усиление угла с помощью дополнительных стержней

При усилении угла ленты устанавливаются дополнительные Г-образные и трапециевидные стержни, которые крепятся к рабочим стержням в верхнем и нижнем уровнях соединяемых каркасов.

Усиление Т-образного пересечения

При усилении Т-образного пересечения устанавливаются дополнительные трапециевидные стержни в верхнем и нижнем уровнях соединяемых каркасов.

Усиление пересечения стен

При усилении взаимного пересечения устанавливаются трапециевидные стержни.

Армирование углов ленточного фундамента может осуществляться также по следующим схемам:

Усиление угла П-образными элементами

Вариант усиления угла Г-образными хомутами

Вариант усиления Т-образного примыкания П-образным и Г-образными хомутами

Расчет количества арматуры

Исходные данные: малоэтажный дом размерами 10 х 12 м со средней несущей стеной, расположенной по длинной стороне. Сечение ленты 400 х 400 мм. Армирование – пространственный каркас из 6 стержней рабочей арматуры диаметром 12А3. Хомуты из гладкого проката диаметром 6А1 расположены с шагом 400 мм.

Определяем общую длину ленты:

10 х 2 + 12 х 3 = 56 м.п.

Длина рабочих стержней будет равна:

Длина одного хомута:

0,4 х 4 /1,15 = 1,39 м (1,15 – коэффициент перевода периметра сечения ленты в длину хомута)

Длина стержней для хомутов:

140 х 1,39 = 194,6 м.п.

Результаты расчета увеличиваем на 5 % – это запас, учитывающий резку арматуры и отходы.

Рабочая арматура: 336 х 1,05 = 353 м.п. или 352 х 0,888 = 313 кг

Хомуты: 194,6 х 1,05 = 204 м.п. или 204 х 0,222 = 46 кг

Для быстрого подсчета количества материалов можно использовать расположенный здесь калькулятор ленточного фундамента арматуры и опалубки.

Способы и приемы армирования ленточного фундамента

Приведенные выше две основные схемы, по которым можно армировать ленточный фундамент, а также схемы устройства усиления углов и пересечений для малоэтажных домов были многократно использованы и испытаны при реальном строительстве в тяжелых грунтовых условиях – при основаниях, сложенных из просадочных и пучинистых грунтов. Поэтому рекомендую использовать эти схемы и приведенную информацию по подбору стальных стержней и конструированию каркасов для домов высотой в 1-2 этажа при любых грунтовых условиях.

При строительстве более сложных и ответственных сооружений для проектирования фундамента следует обратиться к профессиональным проектировщикам.

ГОСТ 5781-82* “Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций;

ГОСТ Р 52544-2006 “Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций”;

СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры»;

СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции»;

СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»;

СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»;

Пособие к СП 52-101-2003 “По проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры”;

«Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения».

Как правильно армировать ленточный фундамент: вязка арматуры своими руками, какой диаметр использовать, калькулятор и схема армирования


Информация об армировании ленточных фундаментов своими руками

Фундамент здания – это основной его элемент. Он обеспечивает существование. Всего дома в целом. Чтобы фундамент не начал совремнем разваливаться, следует очень качественно произвести его заливку.

Мы поможем вам грамотно осуществить это задание, для этого вам всего лишь потребуется последовать нашим рекомендациям.

Перед началом заливки фундамента, следует произвести необходимую подготовку. Прежде Всего вам потребуется четко определить положение вашего дома. Затем тщательно отчистите территорию и хорошо выровняйте ее.

Разбивку здания не стоит проводить самостоятельно. Лучше доверить это дело профессионалу. С помощью специальных приспособлений и приборов он точно разметит все углы наружного типа колышками. Это делается, чтобы осуществить наглядно внешнюю линию стены фундамента.

Главное, что вы должны заполнить, это то что обязательно не обходимо определить, является ли ваш дом прямоугольным.

Это сделать достаточно просто. Для этого просто измерьте его диагонали. Они обязательно должны бать идентичными, если нет – значит, дом не относится к прямоугольному типу.

После того как раз метка улов внешнего типа завершена, можно приступать к вбиванию колышков. Следует вбивать по три колышка для каждого угла. Расстояние между ними должно бать около 1 м от отмеченной линии фундамента. Затем вы должны приступить к прибиванию досок.

Это нужно сделать так, чтобы их край, который считается верхним показывал уровень конца стен фундамента. Нивелир поможет вам осуществить качественное выравнивание.

Далее вам будет не обходимо осуществить растягивание шнура. Это следует сделать через досочные верхние края на паре противоположных улов. Чтобы правильно подогнать положение шнура вам понадобится отвес. Это следует осуществить для того чтобы шнур находился прямо под отметкой, которую нанесет профессионал. Вам потребуется сделать насечки в тех.

Местах, где шнур соприкасается с доской, это делается для того, чтобы отмерить положение доски. Помните, что совершаемые вами насечки должны бать полностью идентичны друг другу. Шнуры, которые вы натянули помогут вам в следующих этапах строительства. А именно в определении наиболее ровной линии монтажа домовых стен. В течении процесса выкапывания вы можете снять шнур. Здесь и пригодиться насечки, которые вы предварительно сделали на поверхности досок.

Они всегда помогут вам определиться, где расположены края наружного типа стен фундамента. Вам также потребуется определить центральную балку несущего типа. Это потребуется для правильной разбивки линии наружного типа фундамента. Это не так сложно сделать, вам просто потребуется точно измерить расстояние от частей улов. Затем будет не обходимо вбить колышки.

После этого вам потребуется уложить доски горизонтального типа. Обратите внимание, что они должны бать одного уровня. Это очень важно. Следующим шагом будет размещение шнура. Это нужно выполнить, соблюдая прошлые рекомендации. Корда вы будете выполнять вкапывание котлованы непосредственно под фундамент, вы по желанию можете удалить колышки, если они начнут вам мешать. После всех проделанных действий вы можете приступить к выполнению стен фундамента и его подошвы.

Подошва здания и фундамента

Вот вы и подошли к созданию подошвы здания. Мы подготовили вам несколько советов, чтобы данный процесс прошел как можно успешнее. Помните, что перед тем как вы приступите к моменту выкапывания рва под фундамент, вы должны снять слой земли. Снятый слой должен быть со всей поверхности сразу. Вам понадобится выкопать дополнительные рвы.

Что касается размеров рвов, они должны быть примерно в пол метра. Запомните важную информация, что подошва фундамента должна быть в толщине около 10 см. Не меньше. В случае, если основание в несущести не очень хорошего уровня, вы должны расширит его, а также армировать. Клин, который находится в верхней части фундамента, выполняет важные функции.

Он помогает стене фундамента выдерживать боковые нагрузки. Такие нагрузки могут возникнуть в случае смещения грунта. Возможно, вы столкнетесь с неровностями котлована. В ситуации такого типа следует прибегнуть к выравниванию котлована с помощью бетона. Ни в коем случае не используйте землю, которая уже является выкопанной.

Вам, несомненно, понадобится проложить фундамент под столбы и колонны. Чтобы без труда определить линию, на которой располагаются столбы, главной функцией которых является поддержание балки несущего типа, нужно воспользоваться шнуром.

На плане дома вы должны найти координаты размещения столбов, а так же их размеры. Фундаменты под них должны быть преданы заливке так, чтобы части которые находятся на их поверхности находились в центре самого фундамента

Размер фундамента будет полностью зависеть от давления самого основания, а также нагрузки. Обычно размеры фундамента под столбы и колонны составляют для здания с одним этажом 60 на 60, а с несколькими 80 на 80. Обязательно учтите этот нюанс. По вопросу плотности грунта лучше посоветоваться непосредственно с профессионалом.

Он даст дельный совет. Вы должны учитывать, что самая маленькая толщина фундамента, который не поддавался армированию составляет для колон 0,1 м. Вы должны учитывать, что толщина самого фундамента не может быть уже, чем расстояние между краями фундамента и столба. Важно учитывать время заливки фундамента под камины, оно должно совпадать с временем заливки дымоотвода. Хотелось бы сказать пару слов о фундаменте ступенчатого типа.

Данные фундаменты очень распространены при наклоне грунта, либо в домах, в которых прослеживается наличие разноуровнености. Запомните, что подошву фундамента и вертикальноступенчатую часть стоит залить в одно и тоже время. Особое значение имеет размещение нижнего участка подошвы. Будет лучше, если она будет размещаться на основании без нарушений.

Бетон отлично подойдет для соединения с подошвой вертикального типа. Его толщина должна быть примерно 15 см, а ширина должна полностью соответствовать параметрам подошвы фундамента. Если вы знаете про наличие достаточно большого уклона, выполните не одну ступень, а несколько.

Это важный момент. Учтите, что расстояние ступеней в вертикальном положении не должно быть больше 60 см. Это не относится к скальному основанию. Если основание сделано из гравия либо песка, расстояние не должно быть выше 40 см. Вам необходимо соблюсти наши советы, и заливка подошвы здания пройдет успешно.

А так же вы можете посмотреть видео Начало строительства. Земляные работы

Любой фундамент, независимо от типа и устройства, характеризуется такими параметрами, как глубина заложения и ширина несущих конструкций. Многие застройщики принимают за ширину фундамента толщину несущих стен дома, но не всегда этот расчет бывает правильным. Также на глаз вычисляют глубину залегания подошвы, учитывая личный опыт и минимальные знания в этой области, но делать этого не стоит.

На самом деле, размеры ленточного основания зависят от многих факторов, тут длина ленты не принимается во внимание, ведь это размеры будущего дома. А вот ширина ленточного фундамента и глубина залегания рассчитывается отдельно, и делать это нужно для каждого здания индивидуально.

Важные параметры для определения размеров основания


  1. Конструкция будущего здания, а также строительные материалы, которые будут использоваться при возведении сооружения.
  2. Масса всех строительных конструкций, с учетом веса несущих стен, перекрытий и крыши.
  3. Внешних климатических факторов, таких как длительность и снежность зимы, налипание мокрого снега, продолжительность ливней.
  4. Типа и устройства грунта.

Четких нормативов, где есть все необходимые формулы для расчета максимально допустимых размеров дома, не существует. Есть эмпирические расчеты, по которым затем и строится ленточный фундамент, а габаритные размеры сооружения предоставит архитектурная служба.

Определение типа грунта


От типа грунта зависит не только глубина устройства основания, но и ширина несущей подошвы. Так как существует фактор пучения почвы в зимний период, а это свойство грунта может привести к непоправимым разрушениям фундамента и дома.

Определить тип грунта можно не только с помощью специалистов, но и кустарными способами. Для этого достаточно взять землю и смочить ее водой, а затем согнуть в кольцо. Глина сохранит свою структуру. Суглинок рассыпается на несколько частей, а песчаный грунт сразу рассыплется в порошок. Так можно определить структуру почвы. Песчаный грунт с фракцией 1,5 мм отлично выдерживает большие нагрузки, он оптимален для возведения ленточных фундаментов и не содержит много влаги.

Затем, нужно определить глубину залегания грунтовых вод. Для этого можно подойти к ближайшему колодцу и замерять глубину водного пласта, это должна быть максимальная высота залегания грунтового горизонта. С помощью небольших математических расчетов будет рассчитана глубина водоносного пласта.

Можно и не делать анализ состава почвы самостоятельно. Достаточно обратиться в геодезическую службу. Она даст полную карту состава почвы с учетом даже глубины промерзания почвы, а этот параметр для выбора глубины залегания подошвы будет считаться ключевым.

Как посчитать глубину и ширину основания


Как только будут четко определен состав почвы и глубина залегания грунтовых вод, можно приступать к расчету размеров основания. Если постройка достаточно массивная, высокая и имеет несколько этажей, тогда глубина погружения основания должна быть большой, вплоть до границы промерзания почвы.

Застройщики, которые имеют финансовые возможности, стараются фундамент углубить еще ниже, обеспечивая таким образом фундаменту большую прочность и надежность. Высота над нулевым уровнем должна составлять до 30 см, иногда – больше, для обустройства цоколя и отмостки.

Итак, минимальная глубина ленточного основания для массивных зданий должна быть ГПГ + 60 см. ГПГ – глубина промерзания почвы. Это табличное значение, отличается для каждого региона и состава почвы. Для легких построек достаточно обустроить фундамент на глубине границы промерзания или ниже до 50 см. В таких случаях считается, что за счет массы сооружения и ленты самого основания почва будет равномерно растекаться под подошвой, и вспучивание грунта должно быть минимальным.

Стандартная толщина полосы составляет 40 см, ее можно увеличивать по мере необходимости, но она не должна быть меньше толщины несущих стен здания.

Расчет площади подошвы фундамента


Площадь подошвы отвечает за равномерное распределение массы всего сооружения вместе с основанием на грунт. Поэтому далеко не всегда она будет отвечать ширине ленты, в большинстве случаев она больше. Более того, подошва также отвечает за такие функции:

  1. Равномерное распределение массы здания.
  2. Препятствует локальному пучению грунта из-за сейсмических толчков или воздействия глубинных грунтовых пластов.
  3. Укрепляет своей массой слабые почвы и прижимает их к прочным грунтам.
  4. Обеспечивает равномерность устройства самого здания по горизонтальной плоскости.

Рассчитывается площадь подошвы по формуле:

S = k(n)*F/k(c)*R

  • k(n) – коэффициент надежности, принимается за 1,2. Этот коэффициент означает, что уже изначально площадь подошвы будет больше расчетной на 20%;
  • F – Расчетная нагрузка на основание. Она состоит из: массы здания, нагрузок от грунта, массы фундамента;
  • k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены, до 1,4 для крупного песка и не жестких конструкций;
  • R – расчетное сопротивление грунта (это табличные данные). Найти их можно в справочниках для всех типов грунтов.

Фактически все параметры справочные, поэтому останется только рассчитать нагрузку от самого здания.

Расчет нагрузки от здания


Таблица с расчетом ширины ленточного основания в зависимости от материала конструкции (для дома из пеноблоков и кирпича, дома из бруса) в средней полосе

Этот параметр рассчитывается методом суммирования всех нагрузок, которые создает здание на основание:

  1. Массы несущих стен и перекрытий (тут рассчитывается необходимое для возведения количество строительных материалов и их суммарный вес).
  2. Массы крыши с покрытием.
  3. Массы снегового шара, который может закрепиться на крыше и давить своей массой передавая нагрузку на несущие стены и основание.
  4. Вес всей мебели, техники и проложенных коммуникаций (этот показатель незначительный, им часто пренебрегают или задают коэффициент 1,1).
  5. Вес самого фундамента. Вот тут уже возникает трудность в расчетах, ведь площадь подошвы также влияет на массу основания. Поэтому принимается ширина полосы 40 см, зная по проекту длину здания, плотность бетона (2400), все это умножается и получается вес фундамента.

Расчетная высота фундамента

Расчетная глубина, ширина и высота ленточного основания для дома из пеноблоков, кирпича или бруса в средней полосе

Высота такого основания должна быть достаточно большой, чтобы выдерживать горизонтальные грунтовые подвижки и воздействие грунтовых вод. Высоту ленточного фундамента, зная глубину промерзания грунта, также не составит труда посчитать. Но при начале строительства фундамента, высота будет совсем иной, и вот почему. Она состоит из следующих слоев:

  1. Сначала нужно делать на дне траншеи песчано-гравийную подушку, на которой будет лежать сам фундамент. Толщина слоя варьируется в пределах 25 − 40 см (в зависимости от типа грунта), а это уже дополнительная высота конструкции.
  2. Глубина промерзания почвы (справочные данные).
  3. Также нужно делать цоколь в пределах до 30 см, иногда больше, что зависит от типа грунта и дизайнерских решений.

Теперь, когда есть все необходимые параметры будущего ленточного фундамента, посчитать необходимое количество арматуры и бетонного раствора для его обустройства несложно. Если провести заливку строго по технологии, тогда основание прослужит максимально возможный срок.

В соответствии со СНиП2.02.01-83 условием проведения расчетов по деформациям (по второму предельному состоянию) является ограничение среднего по подошве фундамента давления p величиной расчетного сопротивления R :

p £ R , (6.4)

где p – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

R – расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

Данное условие должно выполняться с недогрузом: для монолитных фундаментов – £5%, для сборных – £10%.

Выполнение условия осложняется тем, что обе части неравенства содержат искомые геометрические размеры фундамента, в результате чего расчет приходится вести методом последовательных приближений за несколько итераций.

Предлагается такая последовательность операций при подборе размеров фундамента:

Þ задаются формой подошвы фундамента:

Если фундамент ленточный, то рассматривается участок ленты длиной 1м и шириной b .

Если фундамент прямоугольный, то задаются соотношением сторон прямоугольника в виде h=b/l= 0,6…0,85. Тогда A=bl=b 2 /h , где A – площадь прямоугольника, l – длина, b – ширина прямоугольника. Отсюда . Частным случаем прямоугольника является квадрат, в этом случае

Þ вычисляют предварительную площадь фундамента по формуле:

где N II – сумма нагрузок для расчетов по второй группе предельных состояний, кПа. В случае ленточных фундаментов это погонная нагрузка, в случае прямоугольных и квадратных – сосредоточенная нагрузка;

R 0 – табличное значение расчетного сопротивления грунта, где располагается подошва фундамента, кПа;

g¢ II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

d 1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала:

где h s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h cf – толщина конструкции пола подвала, м;

g cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м 3 ;

Рисунок 6.6: К определению глубины заложения фундаментов

а – при d 1 <d ; б – при d 1 >d ; в - для плитных фундаментов

1- наружная стена; 2 - перекрытие; 3 - внутренняя стена; 4 - пол подвала; 5 - фундамент

Þ по известной форме фундамента вычисляют ширину фундамента:

в случае ленточного фундамента b=A¢ ;

в случае квадратного фундамента ;

в случае прямоугольного и l=h/b .

После определения требуемых размеров фундамента необходимо в пояснительной записке запроектировать тело фундамента в виде эскиза с проставлением размеров. При этом размерами фундамента можно в небольших пределах варьировать из конструктивных соображений, изложенных в п.6.2.1. Только после уточнения всех размеров фундамента можно переходить к следующему пункту.

Þ по формуле (7) СНиП 2.02.01-83 вычисляют расчетное сопротивление грунта основания R :

где g с1 и g с2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по Таблица 6.14 ;

k – коэффициент, принимаемый: k =1 – если прочностные характеристики грунта (с и j ) определены непосредственными испытаниями и k =1,1 – если они приняты по таблицам СНиП;

k z – коэффициент, принимаемый k z =1 при b <10м; k z =z 0 /b +0,2 при b ³10м (здесь z 0 =8м);

b – ширина подошвы фундамента, м;

g II и g¢ II – усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м 3 ;

с II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £20м и глубиной более 2м принимается d b =2м, при ширине подвала B >20м принимается d b =0);

M g , M q , M c – безразмерные коэффициенты, принимаемые по Таблица 6.15;

d 1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала (см. предыдущий пункт),м.

Таблица 6.14

Значения коэффициентов g с1 и g с2

Грунты g с1 g с2 для зданий и сооружений с жесткой конструктивной схеме при отношении их длины (или отдельного отсека) к высоте L/H
³4 £1,5
Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых 1,4 1,2 1,4
Пески мелкие 1,3 1,1 1,3
Пески пылеватые: маловлажные и влажные насыщенные водой 1,25 1,1 1,2 1,2
Пылевато-глинистые и крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем, с показателем текучести грунта или заполнителя: I L £0,25 1,25 1,1
То же, при 0,25< I L £0,5 1,2 1,1
То же, при I L >0,5

Примечания:

1. Жесткими считаются здания и сооружения, конструкции которых приспособлены к восприятию дополнительных усилий от деформаций основания.

2. В зданиях с гибкой конструктивной схемой принимают g с2 =1.

3. При промежуточных значениях отношения длины здания или сооружения к высоте L/H коэффициент g с2 определяется интерполяцией.

Таблица 6.15

Значения коэффициентов M g , M q и M c

j II , град M g M q M c j II , град M g M q M c
3,14 0,72 3,87 6,45
0,03 1,12 3,32 0,84 4,37 6,90
0,06 1,25 3,51 0,98 4,93 7,40
0,1 1,39 3,71 1,15 5,59 7,95
0,14 1,55 3,93 1,34 6,35 8,55
0,18 1,73 4,17 1,55 7,21 9,21
0,23 1,94 4,42 1,81 8,25 9,98
0,29 2,17 4,69 2,11 9,44 10,80
0,36 2,43 5,00 2,46 10,84 11,73
0,43 2,72 5,31 2,87 12,5 12,77
0,51 3,06 5,66 3,37 14,48 13,96
0,61 3,44 6,04 3,66 15,64 14,64

Þ определяем фактические напряжения под подошвой фундамента:

Реактивное давление грунта по подошве жесткого центрально нагруженного фундамента принимается равномерно распределенным, кПа:

, (6.8)

где N II – нормативная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента, кН;

G fII и G gII – вес фундамента и грунта на его уступах (для определения веса необходимо определить объем тела фундамента или грунта и умножить его на удельный вес), кН;

A – площадь подошвы фундамента, м 2 .

Внецентренно нагруженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести площади его подошвы. Такое нагружение является следствием передачи на него момента или горизонтальной составляющей нагрузки. При расчете давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимают изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения при действии момента сил относительно одной из главных осей определяют, как для случая внецентренного сжатия:

, (6.9)

где M x , M y – изгибающие моменты, относительно главных осей подошвы фундамента, кНм;

W x , W y – моменты сопротивления сечения подошвы фундамента относительно соответствующей оси, м 3 .

Эпюра давлений под подошвой фундамента, полученная по данной формуле должна быть однозначной, т.е. по всей ширине сечения напряжения должны быть сжимающими. Это вызвано тем, что растягивающие напряжения, в случае их возникновения, могут привести к отрыву подошвы фундамента от основания и будет необходим специальный расчет, который не входит в предусмотренный объем курсового проекта.

Þ Зависимость «нагрузка-осадка» для фундаментов мелкого заложения можно считать линейной только до определенного предела давления на основание. В качестве такого предела принимается расчетное сопротивление грунтов основания R . Выполнение условия p =R соответствует образованию в однородном основании под краями фундамента незначительных, глубиной z max @b/4 , областей предельного напряженного состояния (областей пластических деформаций) грунта, допускающих, согласно СНиП применение модели линейно-деформируемой среды для определения напряжений в основании.

Применимость модели линейно-деформируемой среды обеспечивается выполнением следующих условий:

* для центрально нагруженных фундаментов:

p < R , (6.10)

* для внецентренно нагруженных фундаментов:

p < R,

p max < 1,2R (6.11)

* для внецентренно нагруженных фундаментов с изгибающими моментами в двух направлениях :

p < R,

p max < 1,2R

p с max < 1,5R (6.12)

В большинстве случаев после первой итерации это условие не выполняется с требуемым допуском (превышение R над p до 5%). Все операции необходимо полностью повторить, подставив в формулу для A¢ вместо R 0 величину расчетного сопротивления R . Вычислить А, b , подобрать фундамент с новой величиной b , определить новую величину R , рассчитать p и снова проверить условие p <R .

Обычно в результате второй итерации условие p выполняется в 70% случаев. В случае невыполнения условия расчет еще раз повторить.

При ленточных фундаментах, когда ширина плит совпадает с расчетной шириной, допускается замена прямоугольных плит плитами с угловыми вырезами. При этом плиты (любой формы) укладываются в виде непрерывной ленты. При несовпадении расчетной ширины с шириной плиты проектируются прерывистые фундаменты.

По установленной глубине заложения, форме и размерам подошвы фундамента конструируют фундамент, используя сборные железобетонные и бетонные фундаментные конструкции или конструкции из монолитного бетона.

Расчеты сопроводить необходимыми эскизами.

Особенности расчета прерывистых фундаментов:

При строительстве зданий, к которым не предъявляется требований повышенной жесткости, на прочных грунтах (плотных и средней плотности песках; твердых, полутвердых, тугопластичных пылевато-глинистых) при уровне подземных вод ниже подошвы фундамента допускается применение прерывистых ленточных фундаментов, которые устраивают из плит, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Особенно целесообразно применение таких фундаментов в тех случаях, когда полученная в расчетах ширина оказывается меньше стандартных плит.

Рисунок 6.7: Прерывистый фундамент

1 – поверхность грунта; 2 – бетонные блоки; 3 – фундаментные плиты; 4 – промежутки между плитами, заполненные грунтом

Прерывистые фундаменты из плит прямоугольной формы и с угловыми вырезами не рекомендуется применять:

* в грунтовых условиях II типа по просадочности;

* при залегании под подошвой фундамента рыхлых песков;

* при сейсмичности района 7 баллов или более; в этом случае нужно применять плиты с угловыми вырезами, укладывая их в виде непрерывной ленты;

* при залегании ниже подошвы фундамента пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести I L >0,5.

Вследствие распределительной способности грунтов и арочного эффекта давление под подошвой прерывистых фундаментов на небольшой глубине выравнивается и можно считать, что они работают как сплошные. Поэтому их ширину определяют, расчетное сопротивление назначают и расчет осадок производят как для сплошных ленточных фундаментов без вычета площадей промежутков.

Оптимальный интервал между плитами C назначают из условия равенства расчетного сопротивления грунта R , полученного для ленточного фундамента шириной b , сопротивлению грунта, полученному для прерывистого фундамента R п с шириной плиты b п , длиной l п , с коэффициентом условий работы k d :

, (6.13)

Коэффициент условий работы зависит от состояния грунтов (для промежуточных значений определяется интерполяцией):

* k d =1,3 – для песков с коэффициентом пористости e @0,55 и пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести I L £ 0;

* k d =1 – для песков с коэффициентом пористости e @0,7 и пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести I L =0,5;

Из условий работы грунтов основания и стеновых блоков интервал между плитами должен быть C £(0,9…1,2)м и не более 0,7×l п , а ширина плиты должна быть b п £1,4b . Для более эффективного использования прерывистых фундаментов число интервалов можно увеличить, применяя укороченные плиты (1180 и 780мм), если это не повлечет неоправданного увеличения трудовых затрат.