Как проектируют ленточный фундамент. Практика

Итак, моя стройка подходит к фундаменту, а значит нужно понять как его делать. То есть запроектировать фундамент.

• Выбор типа фундамента
• Сбор нагрузок и определение ширины фундаментной ленты
• Определение несущей способности грунта
• Армирование фундамента
• Конструирования длинной стены с перепадом
• Заключение

Проект можно купить, а можно сделать самому. Вот на практике своего дома я и покажу, как проектируют фундамент.

Выбор типа фундамента

Про фундаменты я писал в других статьях, так что останавливаться не буду на типах фундамента, отошлю к разделу «Фундаменты». У меня выбор между плитой и лентой.

За плитный фундамент то, что его делать проще и понятнее. Но большой расход арматуры и проблема с перепадом высот от самой верхней точки до самой нижней в 66 см. Отсыпать такую призму с уплотнением получается довольно дорогим удовольствием. Да еще нужно подпорные стенки и террасирование участка (разбивка на террасы с подпорными стенами). Учитывая, что слой камней в 35-40 см, эта работа будет очень сложной и дорогой. Поэтому придется от этого типа фундамента отказаться.

Лента тоже имеет преимущества за счет большой «дуракостойкости» такого фундамента. А скальные грунты прощают много ошибок строителей. Да и такие грунты не пучинистые и не подвержены морозному пучению. Глубина заложения не зависит от глубины промерзания. Но поскольку фундамент на склоне, то я хочу заглубиться сантиметров на 60. Учитывая, что фундамент должен лежать в одной плоскости по возможности, придется делать уступы внизу для экономии на земляных работах и бетоне.

Незаглубленный или мелкозаглубленный фундамент строить тоже не вариант — слишком большой перепад и высокий цоколь. Увы, придется отказаться и от этого типа фундамента.

Итак, из 3 вариантов выбираю ленту.

Сбор нагрузок и определение ширины фундаментной ленты

План фундамента дома привожу на рисунке. Самое нагруженный участок получается по оси 3 между осями А и Б. И для расчета его и беру.

Площадь грузовой площадки будет 4 х 1 = 4 м2. Нагрузки буду собирать на 1 погонный метр:

1. Вес фундамента: 1,8*0,6*2500 = 2700 кг/м
2. Перекрытия: 1*4*0,2*2500*2 = 4000 кг/м
3. Стена наружная: 0,4*6*(32*24) = 1843 кг/м
4. Кровля: 4*50 = 200 кг/м
5. Полезная нагрузка (мебель и люди): 200*4*2 = 1600 кг/м
6. Снеговая нагрузка: 120*4 = 480 кг/м
7. Ветровая нагрузка: 67*6 = 402 кг/м

Итого нагрузка составляет 11225 кг/м. При расчете закладываются повышающий коэффициент на ошибки 1,2. Всего полная нагрузка составляет 13,5 т/м.

Обратите внимание, что закладываю 2 железобетонных перекрытия! То есть, еще есть запас.

Определение несущей способности грунта

Геологические изыскания я не проводил. По всем справочникам идет идет обычно данные о песке, глине и суглинках. Поэтому заглядываю в СНиП 2.02.01-83* и смотрю в таблице значения R0=400 кПа. Открываю книгу Дачника «Мелкозаглубленный ленточный фундамент» и нахожу в таблице 32 на странице 90 практически такие же значения для скальных грунтов (чуть меньше).

Перевод кПа примерно такой: 10 кПа = 1 т/м2.

Ширина подошвы фундамента = нагрузка на фундамент / сопротивление грунта сжатию. Иначе говоря ширина = 13,5 / 40 = 0,34 м.

Учитывая, что ширина ленты фундамента не может быть меньше толщины стены, назначаю не менее 40 см. А для самоуспокоения все-таки принимаю 50 см из расчета, что возможно сделаю облицовку кирпичом стены, а значит кирпич на что-то должен опираться.

Так же для успокоения проверяю на он-лайн калькуляторе, ширина фундамента проходит, грунты даже хуже тоже проходят, а нагрузка даже меньше получилась — 11,5 т/м.п.

Армирование фундамента

Армирование фундамента правильно тоже интересная задача. Можно сделать невысокий фундамент по Сажину, но у меня получается до 1600 мм, так что он не подходит. Увы. Поэтому книга Дачника «Мелкозаглубленный ленточный фундамент» будет как основа, в ней он очень четко расписал алгоритм подбора арматуры и узлы, а для некоторых моментов еще и СП для проектирования железобетонных конструкций.

Итак, для начала разберемся с поперечными стенами по буквенным осям. Я разрезы обозначил 1-1, 2-2, 3-3 и 4-4. Вот их чертежи-наброски.

Итак, для начала нужно определить несущую арматуру. Фундаментная лента при конструктивном расчете принимается как балка, где из-за просадок грунтов может быть разные изгибающие моменты внизу и вверху, поэтому армируются именно эти части балок несущей арматурой. По СП принимается такая арматура в пределах 0,1% от площади сечения.

Площадь арматуры первого сечения 1200 х 500 х 0,001 = 600 мм2, второго 650 мм2, третьего 700 мм2, четвертого 800 мм2.

Подбор будем вести по таблице 42 на странице 123. Есть одна тонкость: очень желательно, чтобы верх и низ имел одинаковое количество стрежней и желательно одного размера. Другой тонкий момент в том, что между арматурой не может быть расстояния больше 400 мм. То есть, для моей ширины защитный слой будет по 40 мм с каждой стороны, а значит будет между крайними прутками будет 500 — 40*2 = 420 мм. Больше 400, значит должно быть минимум 3 прутка вверху. Я собираюсь уменьшить защитный слой сбоков, так что однозначно только 3 прутка и не меньше.

При таком условии подходит для 1 и 2 сечения 5 прутков арматуры диаметром 12 мм, третье почти проходит, а в четвертом сечении нужно добавить пруток вниз 12 арматуры.

Теперь нужно подобрать конструктивную арматуру поперечную, которая связывается с несущей арматурой сверху и снизу. Тут подойдет любая арматура 6 и 8 мм, но для хомутов должна быть при таких сечениях арматура не менее 8 мм. У меня есть обрезки 10 арматуры, так что их и применю. Шаг арматуры будет 20 см для обеспечения прочности. Можно и реже если хомутами (до 40 см).

Я же собираюсь делать не на хомутах, а делать с шагом 60 см вертикальные стойки арматуры, которые будет держать верхнюю и нижнюю сетки в каркасе. Тут есть тонки момент. Поскольку ширина балки (фундамента) больше 350 мм, то для обеспечения жесткости армокаркаса, нужно еще посередине вставлять такую вертикальную арматуру. У меня на разрезах они не показаны. Поскольку у меня есть обрезки 12 арматуры, применю их. У углов и Т-образных пересечений ставится с шагом 20 см, эти узлы хорошо показаны в книге Сажина и книге Дачника.

Есть еще одна конструктивная продольная арматура при высоте сечения более 70 см балки. Ставится она тоже не шире 40 см сбоку и только сбоку. Внутри ленты лишние стержни не нужны, поскольку они не работают. Именно их я и показал в разрезах сечения.

Конструирования длинной стены с перепадом

Самая сложная стена — это стена с перепадом по высоте заложения фундамента. СНиП четко говорит, что фундамент должен находиться на одной отметке, но если так не возможно, то нужно делать уступы. Длинна пологого участка должна быть не менее 1,2 метра, а разрыв по глубине заложения не более 60 см.

Поскольку такие уступы выкопать экскаватором не возможно, то придется дорабатывать грунт вручную лопатой и ломом. В скальнике сделать уступы в 20 см вручную довольно нетривиальная задача, так что с шагом 1,8 метров примерно я проектирую уступы по 10-12 см, которые позволят соблюсти СНиП. Если честно, то я не понимаю зачем это нужно.

В узлах уступов должно быть армирование с усилением этих узлов. Для перехода арматуры нужно сделать специальные элементы типа зигзага, а арматура должна анкериться в бетоне не менее 400 мм (либо делать лапки вверх, что сложно в построечных условиях).

Ну и под колонны нужны «клюшки» из 18 арматуры длинной 2500 мм, а с загибом 200 мм. Хомуты 350 х 350 с шагом 200 для связи тоже к колоннам.

Заключение

Как видите, ничего супер сложного в конструировании нет. Конструкцию фундамента я показал двум разным конструкторам, которые поглядев расчеты и мои чертежи одобрили данный фундамент. Так что я спокойно разметили и откопал фундамент, заказал арматуру и элементы. Впрочем, об этом я расскажу в следующей статьею