Как рассчитать нагрузку на фундамент для дома?

Расчет возможной нагрузки на основание здания проводится с целью исключения ошибок при выборе его размеров: площади монолитной ленты, числа и сечения у опорных столбов и свай. Исходными данными являются геологические условия участка, климатические – региона, суммарный вес дома (стен, перекрытий, кровельной системы, предметов внутри и непосредственно фундамента) и выпадаемого снега. Суть вычислений сводится к определению нагрузки на 1 м2 и сравнению ее с нормативной. На установленные СНиП минимальные размеры основы результаты расчета не влияют, но при их превышении ширину монолита или число свай увеличивают. Этот этап проводится на стадии проектирования дома и является обязательным, от правильности его выполнения зависит долговечность всех несущих конструкций.

Определение общей нагрузки на основание

Оглавление:

  1. Расчет для ленточного основания
  2. Нагрузка на столбчатый и свайный фундаменты
  3. Полезные рекомендации

Расчет ленточного фундамента

Процесс проводится по схеме:

  • Сбор исходных данных: геологических условий участка, региона строительства, типа и материалов постройки, составление плана дома и определение общей длины несущих стен.
  • Выбор глубины закладки.
  • Расчет нагрузки. Поэтапно определяется вес и площадь строительных конструкций: монолита ленточного основания, стен дома и цоколя, чердачных и межэтажных перекрытий, кровли. К постоянной действующим нагрузкам также относят эксплуатационные: вес мебели и содержимого. К периодическим, но обязательно учитываемым – массу снежного покрова, зависящую от региона и угла наклона кровли.
  • Расчет общей нагрузки на 1 м2 грунта и сравнение ее с показателем несущей способности. При необходимости ее снижения требуется увеличение ширины ленты. Предварительное значение получают путем деления суммарной нагрузки на почву от фундамента на площадь опоры. Показатель для сравнения относится к табличным величинам и выбирается в соответствии с типом грунта. При изменении ширины ленты расчет проводят повторно.

Расчет ленточной основы

Для исключения ошибок полученное предварительное значение умножают на коэффициент запаса, зависящий от равномерности распределения нагрузки стен на основание и варьирующийся от 1,1 до 1,5 (чем больше площадь несущих конструкций, тем он меньше). Ширина ленты не может быть уже вертикальных стен.

Что учесть при расчете столбчатого или свайного фундаментов?

Такие основы представляют собой систему квадратных или круглых опор, расположенных по углам несущих стен и по их периметру со средним шагов в 2 м. Глубина заложения зависит от параметров грунта, уровень грунтовых вод не должен подходить к подошве столбов ближе 50 см, нижнее основание размещается исключительно в устойчивых слоях. Для фиксации их между собой, принятия и равномерного распределения суммарной весовой нагрузки обустраивают ростверк, его вес также учитывается при расчете. Такие конструкции менее подвержены морозному пучению и оптимальны в плане бюджета при строительстве легких домов или при минимальных рисках усадки.

Последствия осадки основания

Расчет нагрузки на столбчатый фундамент проводится по аналогии с ленточным: исходными данными являются глубина вод и промерзания, несущие способности грунта и общий вес сооружения. Важный нюанс – учет массы ростверка и самих столбов обязателен. Составляется предварительная схема расположения опор для подсчета их числа, рассчитывается их несущая способность. Для получения всех этих параметров важно заранее определиться с глубиной заложения.

Площадь квадратных столбов найти легко, рекомендуемый минимум при заливке из бетонного раствора составляет 25×25 см, кладочные изделия размещают с перевязкой рядов (длина стороны совпадает с размерами блока или кирпича). При использовании труб или свай эта величина находится по стандартной формуле: S=π·R2, где π=3,1415, R – радиус. Искомая несущая способность одной опоры определяется путем деления общего веса сооружения на суммарную площадь столбов. После этого она сравнивается с нормативным значением для конкретного грунта, при ее превышении площадь фундамента из столбчатых свай следует увеличить. Возможны два пути решения этой проблемы: установка большего числа опор или усиление их сечения.

Заглубление фундаментов

Расчет свай проводят аналогичным образом, при этом учитывается вес не только металлических стенок, но и материала заполнения (бетона или песка). Он усложняется из-за необходимости учета сопротивления грунта для боковой поверхности. Средняя глубина заложения свай составляет 2,5 м, влияние таких факторов, как однородность слоев и их высота, неизбежны. Рекомендуемая формула для расчета несущей способности одной опоры:

P=0,7·RH·F+0,8·U·L·FH, где:

  • Значение 0,7 характеризует степень однородности грунта, 0,8 – коэффициент условий работы.
  • RH и FH представляют собой сопротивление грунта под нижним концом сваи и его боковой поверхности, соответственно. Оба показателя нормативные и определяются с помощью таблиц в зависимости от вида и состояния почвы.
  • F – площадь опоры сваи, в одних случаях она совпадает с сечением, в других – берется с учетом размеров опорной площадки.
  • L – высота несущего слоя грунта (упрощенно – длина сваи).
  • U – боковой периметр опоры.

Зависимость осадки фундамента от нагрузки

Знание несущей способности одной сваи помогает проверить, выдержит ли фундамент вес здания при выбранной схеме их размещения. При увеличении диаметра опор их количество можно уменьшить, как и при организации опорных площадок под нижним концом. Но эти показатели зависят от многих факторов, в ряде случаев минимальный интервал расположения свай нельзя нарушать, при ведении строительства на проблемных грунтах расчет такого основания и его ростверка однозначно стоит доверить специалистам.

Общие рекомендации

Большинство используемых при вычислениях данных являются табличными, к таким относят снеговую и ветровую нагрузку, несущую способность грунта, глубину промерзания и уровня ГВ в зависимости от региона проживания, удельный вес стройматериалов. Для упрощения процедуры расчета целесообразно использовать онлайн калькуляторы, позволяющие быстро проверить соответствие выбранных параметров фундамента. Для исключения ошибки проводится анализ грунта: пробы собираются на 20 см ниже уровня глубины промерзания и скатываются в шарик.

Песчаники узнать легко по внешнему виду, на несущие способности у них влияет размер фракций: 2 – для мелких, 3 – у среднего, 4,5 – у крупнозерного песка. Супеси вообще не соединяются в единую массу и рассыпаются, расчетная нагрузка у них принимается равной 3. Покрытие шарика трещинами характерно для суглинков, средние несущие способности у них варьируются от 2 до 4. Выкопанная яма не засыпается, отслеживается ее заполнение водой (в идеале – весной, в период подъема паводков).

Расстояние от верхнего края воды до нулевой отметки почвы определяет глубину заложения фундамента и потребность в усилении (утеплении, засыпке более толстой подушке).

Ошибки при анализе геологического участка обходятся дорого, пропускать этот этап нельзя. С видом стройматериалов для стен, перекрытий и кровли, типом, размером постройки и этажностью определяются заранее. Все эти данные вводятся в графы калькулятора, итоги расчета используются для выбора ширины ленточного основания, числа и сечения опор для свайного или столбчатого. Важны любые мелочи, вплоть до веса утеплителя и фасадных систем, увеличение фактической нагрузки свыше расчетной в процессе эксплуатации приводит к усадке или подвижкам фундамента и снижает его устойчивость.



Автор:
Евгений Клеменко
Share

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2017 stroitel lab