Глубина фундамента для одноэтажного дома: важные параметры для новичка

Решившись выполнить это дело самостоятельно, следует грамотно рассчитать такие параметры, как глубина фундамента для одноэтажного дома, его площадь, вес конструкции, а также определиться с местом, где будет расположено ваше строение.

Особенности фундамента

Фундаменты мелкого заложения имеют следующие характеристики, отличающие их от других типов оснований:

  • глубина заложения фундамента — не более 70 см;
  • основа конструкции находится выше глубины промерзания грунта;
  • может обустраиваться на почвах с высоким уровнем грунтовых вод и на пучинистых (вспученных) почвах.

Работоспособность фундамента обеспечивают следующие принципы, заложенные в конструкцию:

  1. Губина залегания фундамента, чаще всего, выдерживается в пределах 0,4-0,5 м, что исключает действие касательных усилий при морозном пучении.
  2. Жесткая рама конструкции перераспределяет нагрузки, что обеспечивает надежность на пучинистых почвах.
  3. Фундаментная основа опирается на подушку с высоким коэффициентом водной фильтрации, что позволяет отвести воду при оттаивании грунта и распределяет нагрузку на грунт.
  4. Воздействие пучения при промерзании снижается использованием утеплительных покровов на грунт шириной не менее 1 м.
  5. Если имеется высокий уровень грунтовых вод, то закладывается система дренажа.

Мелкозаглубленный фундамент может закладываться во многих типах грунтов, в т.ч. можно возводить такой фундамент при высоком уровне грунтовых вод. Запрещается его строительств на биогенных органических грунтах (торф, сапропель, ил), а также нежелательно его обустройство на неоднородных слоях грунтов, на границе разных подлежащих грунтов, на чрезмерно пучинистых почвах (пластичный глинистый водонасыщенный грунт, водонасыщенные пылеватые пески), на затапливаемых участках.

Рассматриваемый тип фундамента используется при строительстве малоэтажных сооружений, чаще всего, дач, гаражей, хозяйственных построек, бань и т.д. Его можно использовать при возведении срубов из бревен или стен из ячеистых бетонов, легкого кирпича, при возведении каркасно-щитовых строений.

Противодействие морозному пучению

Наибольшую опасность в малоэтажном строительстве приносят силы морозного пучения. Выше мы уже указали, что нужно закладывать фундамент ниже уровня промерзания земли в зимнее время, а на пучинистых грунтах это особенно важно. Однако в небольших или лёгких сооружениях (как, например, дома из SIP-панелей), нагрузки на фундамент не хватает для сопротивления силам пучения, в результате чего могут происходить различные виды деформаций. Поэтому в домах без подвалов лучшим решением будет незаглубленный или малозаглубленный фундамент. Поясним разницу.

Малозаглубленный фундамент

Фундамент с коэффициентом заложения 0,5-0,7 от глубины нормативного промерзания называется малозаглубленным. К примеру, норматив промерзания составляет 1,4 м. В таком случае расчётная глубина такого фундамента составит 1,4 х 0,5 = 0,7 м.

Незаглубленный столбчатый фундамент

Незаглубленный фундамент укладывается на глубину в среднем 40-50 см., что в большинстве случаев составляет треть или половину глубины промерзания земли.

В местности с большой глубиной промерзания и с пучинистыми грунтами, наиболее эффективными являются анкерные сборные столбчатые или же монолитные фундаменты. Такие фундаменты мало подвержены силам морозного пучения, которые воздействуют на боковые грани фундамента, за счёт небольшого поперечного сечения. Если материалом фундамента является кирпич, камень или мелкие блоки, то такой фундамент необходимо сужать к верху, что позволит уменьшить расход строительного материала, а также равномерно разнести нагрузку от стен.

Дополнительно, для минимизации действия сил морозного пучения, фундамент покрывают материалом, уменьшающим трение – битумной мастикой, эпоксидной смолой, полимерной плёнкой. Кроме того полезно утеплить поверхность грунта рядом с фундаментом.

Столбчатый фундамент: особенности конструкции

Название говорит само за себя. Основой фундамента являются столбы, которые заглубляются в грунт на расчётную глубину. По верхам столбов устанавливается бетонная или металлическая рама (так называемый ростверк).

Материалом для изготовления столбов служит бетон, сплошной глиняный кирпич, бутовый камень, бетоноблоки или металлические трубы. Внизу столбы могут иметь более широкую подошву, что увеличивает площадь опоры. Опорные столбы располагают на расстоянии 1,5-2,5 метра друг от друга.

Основой столбчатого фундамента являются заглубленные в грунт столбы

Полезный совет! Не рекомендуется соединять в одну целую конструкцию дополнительные постройки (крыльцо, веранда и др.). Они должны обустраиваться отдельным фундаментом, и отделяться деформационным швом от основного здания. Нагрузка от крыльца намного меньше нагрузки от дома, поэтому у них будет различная усадка.

Столбчатый фундамент: особенности конструкции

Расчёт столбчатого фундамента согласно формуле

До расчёта количества столбов для конкретного здания необходимо вычислить нагрузку на фундамент, массу фундамента и узнать из справочника максимально допустимую нагрузку на одну опору. При расчётах должно соблюдаться условие: давление на подошву фундамента должно быть меньше показателя сопротивления грунта.

Предлагается следующая формула:

Минимальное число опор = («нагрузка на фундамент» + «масса фундамента») / «допустимая нагрузка на одну опору».

Читайте также:  Сарай своими руками: поэтапное строительство

Для запаса прочности допускается увеличение числа столбов на 40%. Расположение столбов должно учитывать нагрузки по стенам (под несущими их должно быть больше). Столбы должны обязательно располагаться по углам дома и под точками пересечения всех стен.

Для увеличения запаса прочности фундамента допускается увеличение количества столбов на 40%

Пример расчёта столбчатого фундамента

Проведём расчёт фундамента под дом каркасной конструкции с габаритами 6х7 и высотой потолка 3 метра. Грунт – глина, крыша – из металлочерепицы, этажей – один. Место стройки: регион средней Волги, город Саратов.

Столбчатый фундамент: особенности конструкции

Исходные данные:

  • столбы фундамента – круглые железобетонные;
  • глубина промерзания 1,08 метра (рассчитывается для каждого региона);
  • грунтовые воды ближе 2-метровой глубины не обнаружены;
  • грунт на месте застройки – глиняный значение несущей способности Ro – 6 кг/см², берётся из таблицы ниже.

Таблица значений несущей способности грунта:

Тип грунта Ro (кг/см²)
Галька с глиной 4.5
Гравий с глиной 4.0
Песок крупный 6.0
Песок средний 5.0
Песок мелкий 4.0
Песок пылеватый 2.0
Супесь 3.5
Суглинок 3.5
Глина 6.0
Просадочный грунт 1.5
Насыпной грунт с уплотнением 1.5
Насыпной грунт без уплотнения 1.0

Определяем общую нагрузку:

  • общая площадь всех стен равна 78 м², их вес составит 78х50 = 3900 кг, где 50 кг/м³ является удельным весом каркасных стен. Значения удельного веса для каждого стройматериала можно получить из справочников;
  • масса цокольного перекрытия площадью 42 м² составляет 42х100 = 4200 кг, а вес чердачного перекрытия – 42х150 = 6300 кг, где 100 кг/м³ – уд. вес межэтажного перекрытия с утеплителем, а 150 кг/м³ – уд. вес чердачного перекрытия с утеплителем;
  • общая площадь кровли равна 68 м², весить она будет 68х30 = 2040 кг, где 30 кг/м³ – уд. вес крыши из металлочерепицы;
  • снеговая нагрузка будет иметь коэффициент 0.5 от нормативной при скате 45˚, что составит 68х0,5х100 = 3400 кг, где 100 кг/м² – снеговая нагрузка в районе строительства;
  • эксплуатационная нагрузка на каждом этаже составит 42х200 = 8400 кг;
  • теперь вычисляем массу фундамента: количество столбов для размеров здания 6х7 будет равно 12 (из расчёта шага между столбами м), а их диаметр минимально допустимый будет равен 400 мм. Итак, масса 12 столбов длиной 1,5 метра будет равна
  • () = 22608 кг, где в скобках вычисляется площадь поперечного сечения, 2500 кг/м³ – удельный вес железобетона;
  • масса ростверка складывается из массы всех железобетонных перекладин сечением 400х400 мм, соединяющих опорные столбы. Она будет равна = 9680 кг.

Перед расчётом количества столбов необходимо сначала вычислить нагрузку на фундамент

Столбчатый фундамент: особенности конструкции

Сложив все полученные значения, получаем общую нагрузку дома вместе с фундаментом. Вес дома составит 54228 кг.

Далее, для определения суммарной площади сечения столбов делим 54228/6,0 = 9038 см².

Соответственно площадь сечения каждого из 12 столбов будет равна 753 см², что соответствует диаметру 310 мм. Но так как минимальный диаметр не может быть меньше 400 мм, то принимаем это значение. Берём диаметр равным 400 мм и определяем, что для данного здания необходимо минимальное количество столбов составляет 10 штук. Но надо ещё учесть коэффициент прочности 1.4 или 40%. Следовательно, для фундамента потребуется 14 опорных столбов диаметром 400 мм.

Основные ошибки в расчетах заложения фундамента

При возведении фундамента обязательно уберите растительный слой грунта.

  1. Не убирают растительный слой грунта. Если не убрать всю растительность, со временем она начнет гнить, а фундамент здания осядет. Также следует убрать весь чернозем, он мягкий и ненадежный. Если построить основание дома на черноземе, эффект будет тот же.
  2. Пренебрегают слоем из песка. Если вас не устраивает качество грунта, рекомендуется делать прослойку из песка толщиной в 30 см. Песок нужно хорошо утрамбовать, тогда он станет надежнее для строительства.
  3. Не учитывают уровень грунтовых вод. Бывает, что составляющие грунта отвечают всем требованиям для хорошего основания, тогда сооружается строение, но через некоторое время дом проседает. Так происходит из-за того, что не всегда учитывают уровень грунтовых вод, а он играет очень важную роль при расчетах глубины заложения фундамента.
  4. Не учитывается глубина промерзания фундамента. Не забывайте про глубину промерзания – от ее величины будет зависеть глубина заложения основания под дом.
  5. Экономия на материалах. Сейчас вам покажется, что вы сэкономили на покупке бетона, что вы выиграли, но плохое качество материалов даст о себе знать через какое-то время. Будьте готовы к тому, что вам придется выложить кругленькую сумму денег на строительство, но в дальнейшем затраты окупятся.

Строительство дома – сложный процесс, который требует специальной подготовки. Лучше обратиться к профессионалам в этом деле. Если вы решили, что построите дом своими силами, отнеситесь к этому очень кропотливо. Проведите ряд исследовательских работ, изучите геологический разрез участка. Определитесь с размерами вашего будущего дома, скрупулезно проведите все расчеты. Помните, что нужно учитывать внешние факторы, которые на первый взгляд никак не повлияют на ваш дом. Не экономьте на материалах, на расчетах и планировании. Помните, что нужно семь раз отмерить и только один раз отрезать. Следуйте русской пословице и делайте все правильно.

Читайте также:  Как выбрать и установить вольер для собаки в квартире

Как определить уровень грунтовых вод и состав грунтов?

Уровень залегания грунтовых вод определяется практическим способом – путем выкапывания шурфа на стройплощадке на месте, где планируется расположить подвал. Площадь шурфа 1х1 м, глубина 2,5-3 м. В шурф не должна попадать вода снаружи (дождевая, талая и т.д.). Лучше всего определять уровень весной или осенью, когда он достигает максимальных значений.

Также, выкопав шурф, можно определить тип грунта и его состав. Обычно сверху всегда есть плодородный слой толщиной 0,1-1 м, сформированный продуктами гниения растений. Его несущие способности довольно низкие, поэтому использовать его в качестве основы нельзя. При выкапывании котлована он удаляется в первую очередь. Следующий слой, находящейся под черноземом, и есть естественным грунтом, который и станет основой для дома. Наиболее надежными являются гравелистые грунты и крупные пески. После них по надежности идут мелкие пески, глины, суглинки и супеси. Здесь уже нужно принимать во внимание высоту грунтовых вод, которые снижают несущую способность таких грунтов. Наименее прочные суглинки лессовидные, которые при высокой влажности могут просесть даже под тяжестью своего веса, не говоря уже про вес дома. Для его определения нужно опустить в воду немного грунта. Если он быстро распадется в воде, значит, это и есть суглинок лессовидный.

Расчет нагрузки от здания

Таблица с расчетом минимальной подошвы и ширины ленточного основания 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.

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.

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 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.

Читайте также:  Как сделать прочную и долговечную террасу? Фото и видео

Область применения и особенности расчета

Основное назначение – использование в качестве основания на слабых грунтах с предельным значением несущих способностей до 2.5 кг/см2. Сюда попадают пески – пылеватые и средней плотности, глины и суглинки пластичные, торфяные и увлажненные грунты. Причем именно уровень влажности грунта во многом определяет его несущие способности – при намокании он буквально плывет, теряя свои прочностные свойства. Поэтому, дренажу, гидроизоляции и отмостке отведена важная роль при обустройстве этого вида основания.

Надежная гидроизоляция – важная составляющая любого фундамента

Область применения и особенности расчета

В качестве одного из достоинств часто приводят аргумент, что монолитную плиту можно сделать своими руками. Но если даже не рассматривать вопросы выбора типа бетона и параметров арматурного каркаса, остается такой важный этап, как расчет размеров плиты. И если с площадью есть определенная ясность (размер дома плюс с каждой стороны небольшой запас), то толщину плиты рассчитать непросто.

Рекомендованный диапазон толщины плиты фундамента для малоэтажного строительства лежит в пределах 10-40 см.

Но в этот диапазон входит и легкая постройка в виде гаража или летней кухни, и двухэтажный дом с мансардой. Если сделать плиту недостаточно толстой или выбрать не ту толщину армирующего прутка (или размер ячейки), то она не сможет выдержать совокупной нагрузки. Излишний запас прочности приводит к удорожанию и без того недешевого основания, а избыточный объем бетонирования утяжелит всю конструкцию, и уже грунт может не выдержать совокупную нагрузку.

Есть еще один вариант с диаметрально противоположной сферой применения – плиту обустраивают на скальных и крупнообломочных грунтах с очень высокими несущими свойствами. В этом случае она скорее выравнивает площадку под строительство, а не перераспределяет нагрузку от конструкции.

Область применения и особенности расчета

Еще одна особенность этого основания – прокладку трубопроводов надо сделать на этапе нулевого цикла

Ленточный фундамент

Конструкция ленточного фундамента является монолитной, цельной, неразрывной бетонной заливкой, как правило, с внутренней армацией.

Фундамент заводится под все стены строения, включая перегородки, несущие вертикальную нагрузку. По периметру основание имеет одинаковые размеры сечения.

Ленточный фундамент

Лента фундамента образует непрерывный контур

В зависимости от типа грунта и массы здания выполняется заливка различной формы:

Мелкозаглубленная конструкция не подойдет для тяжелых строений

В зависимости от веса здания, уровня промерзания грунта, расположения грунтовых вод и типа почвы глубина и типы ленточного фундамента могут быть различными:

Ленточный фундамент
  • мелкозаглубленный с глубиной не более 0,6 м. К устройству предполагается подвижное основание, подверженное пучинистым явлениям грунта. Не подходит в качестве базиса для строительства тяжелых зданий;
  • заглубленный – железобетонный монолитный остов, закладываемый ниже уровня промерзания грунта. Используется для строений с подвальными помещениями, имеющими большую массу.

Можно обобщить, что рекомендуемый ленточный фундамент и глубина заложения зависят от веса постройки и типа пучинистости почв.

Как и лента, монолитная плита может быть заглубленной или нет. В первом случае плита заливается в котлован и имеет высокие ребра. Основным недостатком такого устройства является его высокая стоимость. Но это единственный вид фундамента, который не имеет ограничений по типу грунта.

Монолитная плита является плавающим прочным основанием и его устройство возможно даже на болотистых или торфяных почвах, где уровень залегания грунтовых вод довольно высок.

Ленточный фундамент

В сводной таблице отражены виды фундаментов, типы почв и масса строения

Рельеф местности и виды фундаментов

При больших перепадах высот рекомендуется выбирать свайный или смешанный фундамент

Кроме типа почвы, важно понимать и ровность, и однородность рельефа на участке застройки. Площадки с уклоном необходимо ровнять.

Если нет возможности ровнять, то минимальная глубина заложения фундамента рассчитывается из учета нижней точки, а если на участке наблюдаются большие высотные перепады, то тип фундамента выбирается либо смешанный, либо свайный.

На практике существует 4 основных вида устройство основы здания:

  • столбчатая,
  • свайная,
  • ленточная,
  • плитная.

Ограничения в использовании

Применение мелкозаглубленного ленточного фундамента ограничено. Он не подходит для следующих случаев:

  • на участке застройки происходит стык слоев с разными характеристиками (в горизонтальной плоскости, то есть в разных точках участка у поверхности расположены отличающиеся грунты);
  • уровень грунтовых вод находится ближе, чем на 1 м от поверхности земли;
  • наличие в пределах 1 метра от поверхности земли слоев грунта органического происхождения (торф, ил, сапропель);
  • сильно пучинистые грунты (пылеватый песок, насыпной грунт);
  • здания выше двух этажей.

Важно отметить, что массивные кирпичные и бетонные дома разрешается ставить только на фундаменты мелкого заложения т-образного типа. Ленту прямоугольного сечения применяют для строений из пенобетона, бруса, бревен и каркасных домов. Проблему с сильнопучинистыми грунтами решают способом замены слоя с плохими характеристиками на песок средней или крупной фракции. Грунтовые воды при их высоком расположении можно отвести с помощью грамотно устроенной дренажной системы.