Многие владельцы земельных участков мечтают о большом и светлом доме, с лестницей и чердаком. Чтобы воплотить такие фантазии в реальность, необходимо рассчитать и построить фундамент для двухэтажного дома.
Виды и особенности
Несущая система для двухэтажного здания должна быть более жесткой, чем для небольшого строения. К этому обязывает большое давление дома на грунт, оказываемое двумя этажами и большим количеством межкомнатных перегородок.
Фото — проект ленточного фундамента для двухэтажного дома
Существует несколько типов опор для частного дома:
- Ленточный фундамент;
- Столбчатый;
- Монолитный.
Свайный фундамент категорически не подходит из-за своей неустойчивости. Варианты на сваях могут выдержать одноэтажный кирпичный дом, но высокое двухэтажное здание, даже из бруса, будет слишком тяжелым. Винтовые сваи могут пригодиться при установке небольшого двухэтажного здания подсобного назначения, но для домашнего строительства их не рекомендуется использовать – впоследствии будет сложно узаконить стройку.
Столбчатый устанавливается под обычный ленточный, как на фото. Это помогает дополнительно укрепить конструкцию. В большинстве случаев, такой вариант используется на подвижных почвах или болотистой местности.
Фото — столбовой фундамент
Ленточный фундамент для частного двухэтажного дома легко сделать своими руками, именно к такому типу конструкции чаще всего и прибегают современные мастера. Лента позволяет обеспечить правильное распределение нагрузок между стенами и узлами, и сэкономить значительное количество средств на бетонировании. При выборе такой конструкции очень важно произвести расчет нагрузок, которые будут оказываться на несущую систему, чтобы вычислить оптимальные показатели глубины и ширины опоры и подошвы.
Монолитная плита – это самый дорогой, но и самый надежный вид фундамента для частного здания. Несмотря на свою высокую стоимость, такая заливка часто используется при индивидуальном строительстве, т. к. при правильном расчете размеров фундамента обеспечивает надежную основу для дома. Надежность такого основания неоспорима, считается, что даже во время движения земли (например, при пучении или небольших подземных толчках), правильно рассчитанный монолитный фундамент останется нетронутым.
Фото — пример конструкции фундамента
Видео: какой выбрать фундамент
Расчет фундамента
Высота и толщина фундамента для двухэтажного дома – это основные параметры, которые необходимо знать для того, чтобы вычислить несущую способность системы.
Чтобы построить фундамент под дом из пеноблоков, газосиликата или силикатного кирпича, необходимо узнать минимальную ширину подошвы опорной системы:
При этом значение может изменяться при повышении уровня грунтовых вод. Если Вы планируете строить дом в болотистой местности, то нужно рассчитать также уровень высоты стоков. Это важно не только для уровня заглубленности, но и для расчета ширины. Если при подъеме грунтовых вод, глубина предполагаемого основания становится меньшей, чем ширина, то значения изменяются в большую сторону:
Толщина фундаментной ленты зависит от уровня промерзаний грунта, нужно понимать, что этот показатель и глубина опоры – это одно и тоже. Чтобы правильно рассчитать данный показатель, Вам нужно узнать уровень промерзания грунтов в своей местности. По Российской Федерации уровень промерзания варьируется между 1 метром и 1,8. При этом в средней полосе нужно придерживаться показателей 1,5 – они оптимальны. Более точные значения Вы сможете узнать в любом геологическом бюро своего региона.
Если дом планируется с подвалом, то также обязательно уточните уровень грунтовых вод. В некоторых городах он настолько высок, что не спасает даже дренаж. Но даже эти показатели не являются завершающими. Помимо внутренних параметров, Вам также нужно рассчитать высоту фундамента над землей. Это значение зависит от строительных материалов дома и несущей системы. Например, для опоры из газобетона и пенобетона это значение равняется 300 мм, для обычного раствора из бетона – 200 мм.
Фото — примерный расчет фундамента для двухэтажного дома
При этом монолитная плита должна быть меньших размеров. В большинстве случаев для заливного фундамента из цемента достаточно высоты более 150 мм над уровнем земли, а ширина подошвы берется с показателями на 50 мм шире стены двухэтажного дома.
Армирование
Укрепление опоры необходимо для придания конструкции дополнительной жесткости, Вам нужно установить арматурные узлы на местах пересечения стен, а также под несущими стенами. Соединяются арматурные проволоки при помощи связок или сварного соединения.
Фото — арматура для ленточного фундамента
Фундамент для кирпичного двухэтажного дома нужно обязательно дополнительно армировать. Это поможет защитить основание от растяжения и деформации при эксплуатации. Лучше всего для высокого здания использовать ребристую арматуру. Она подойдет для каркасного здания и дома из газоблоков или газосиликата. Благодаря неравномерной структуре именно такая проволока обеспечивает максимальное сцепление с бетонным раствором фундамента.
Фото — варианты ленточного фундамента
Как залить основание
Чтобы сделать фундамент для деревянного, кирпичного или блочного двухэтажного дома, Вам нужно будет разметить участок. На отмеченной площади не должно быть коммуникаций, т. к. при рытье траншей можно повредить трубы. Выкапываются ямы подобранного размера, после у них уплотняются стенки. Далее, понадобится пошаговое руководство :
Не забывайте, что в зависимости от того, какой материал будет использоваться для фундамента, его может понадобиться изолировать от влаги. Все виды пенных блоков, плиты газобетона перед установкой нужно будет покрыть специальной пленкой со всех сторон. Для этого установите пленку на песчаную подушку и на неё осторожно монтируйте строительные материалы.
Высота ленточного фундамента
Максимальная высота надземной части монолитного ленточного фундамента при внутреннем заполнении ограниченного лентой пространства грунтом (песком) должна быть равна четырем размерам ширины ленточного фундамента. (Высота фундамента над землей = 4
x ширина фундамента)
|
Ширина сечения. |
Высота сечения, мм |
||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
*Таблица приведена по данным таблицы 3.2 из пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Москва, 2007.
Например, общая высота подземной и надземной части ленточного фундамента шириной 40 см должна иметь оптимальную высоту от 80 см до 120 см.
По английским рекомендациям, надземная часть монолитного мелкозаглубленного ленточного фундамента не может быть больше его подземной части, но может быть сколь угодно меньше подземной части фундамента. Самым распространенным вариантом является глубина заложения монолитного мелкозаглубленного ленточного фундамента и его высота над землей равные 50 см, то есть суммарной высотой ленты в 1 метр (если позволяют условия подлежащих грунтов). Если же вам нужен надземный цоколь высотой 80 см, то и подземную часть ленточного фундамента рекомендуется устраивать глубиной не менее 80 см. Эти английские рекомендации (как и многие другие) не подтверждается требованиями российских строительных нормативов, но могут оказаться полезными при конструировании надежных ленточных фундаментов.
Длина здания на ленточном фундаменте
Протяженные здания следует разрезать по всей высоте на отдельные отсеки, длина которых принимается: для слабопучинистых грунтов до 30 м, среднепучинистых - до 25 м и, сильнопучинистых - до 20 м, чрезмерно пучинистых - до 15 м. [ВСН 29-85].
Ширина ленточного фундамента
Минимальная, конструкционно ограниченная,
ширина ленты фундамента составляет 15 см,
и не менее ширины выступающего из под ленты плеча бетонной подушки [
BR 2010 A1/2, пункт 2E2-с],
а для ленточных фундаментов для дачных домов минимальная ширина составляет не менее 25 см - 30 см.
Ширина ленточного мелкозаглубленного фундамента не может быть меньше ширины опираемой на нее стены. Минимальная ширина ленточного фундамента для легких садовых построек (беседки, сараи, навесы, небольшие бани) должна быть не менее минимально допустимой ширины железобетонной балки, то есть 15 см.
Кроме минимальных конструкционных ограничений есть еще и требования задаваемые несущими способностями подлежащих под фундаментами грунтов
. Удельная нагрузка от здания на единицу площади не должна превышать 70%
от несущей способности грунта. Регулировать величину нагрузки можно с помощью площади опоры фундамента на грунт. Чем больше площадь опоры - тем меньше удельная нагрузка, передаваемая на грунт.
Для однокваритрных (индивидуальных) каркасных жилых домов, которые составляют довольно большую долю всех дачных построек, существуют отдельно прописанные нормы глубины заложения фундаментов в Своде Правил СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом». Они применимы при одновременном выполнении следующих условий:
пролет балок перекрытия, опирающихся на фундаменты (стены подвалов), не превышает 4,9 м;
расчетные равномерно распределенные нагрузки на перекрытия не превышают 244 кгс/м2;
расчетное сопротивление грунтов составляет не менее 0,75 кгс/см2.
Таблица №20. Минимальная ширина ленточного фундамента для индивидуального каркасного дома.*
|
Количество перекрытий |
||||
|---|---|---|---|---|
|
(этажей) |
под наружные стены |
под внутренние стены |
под колонны при шаге 3 м, м2 |
|
|
Значения при очень высоком уровне грунтовых вод (глубины менее ширины фундамента) |
||||
|
Количество перекрытий |
Минимальная ширина ленточного фундамента, мм |
Минимальная площадь подошвы фундамента |
||
|
(этажей) |
под наружные стены |
под наружные стены, обложенные кирпичом |
под внутренние стены |
под колонны при шаге 3 м, м2 |
|
Примечание: Площадь подошвы фундаментов под колонны, расположенные с шагом, отличающимся от приведенного в таблице, должна приниматься пропорционально уменьшению или увеличению |
||||
При возведении ленточного фундамента важно правильно провести все предварительные расчеты и определить параметры основания. Одним из них является ширина фундамента, которая напрямую связана не только с расчетным значением площади подошвы основания, но и значением толщины несущей стены, которая будет возводиться на ленте фундамента. В этой статье мы поговорим о том, какой ширины должен быть ленточный фундамент, и как ее нужно рассчитывать в конкретных случаях.
Что оказывает влияние на конечную ширину фундамента
В статье, где мы приводили пример расчета фундамента , немалое внимание уделено подбору основных параметров основания под дом — в том числе и толщины. Если рассматривать только ленточный фундамент, то ширина ленты зависит от:
- общей расчетной величины площади подошвы фундамента, которая считается исходя из нагрузок от постройки (как их рассчитать, можете ) и собственно грунта, а вернее его показателей несущей способности. Сначала рассчитываем общее значение площади, отталкиваясь от которого принимаем минимальное значение ширины фундамента;
- толщины несущих стен, которые планируется возводить на фундаментной ленте. Учитывая этот показатель, толщина фундамента должна быть как минимум на 100 мм больше толщины стен. Этого значения должно хватить на последующую отделку фасада дома;
- армирования бетонного монолита. Необходимо учитывать то, что арматура для фундамента должна работать в комплексе с бетоном, а для этого между продольными прутьями должно выдерживаться расстояние (не менее 200 мм). О том, как рассчитать арматуру для фундамента , мы писали в тематической статье – рекомендуем принять представленную информацию к сведению
Расчет ширины фундамента исходя из величины площади подошвы фундамента
Допустим, мы провели все расчеты по грунту и нагрузкам и получили, что минимальное значение площади подошвы фундамента под дом 6×9 м получилось равным 5 кв. м. Принимаем ширину ленты равной Х, тогда суммарная площадь ленты считается следующим образом:
2×9×Х+2×Х(6-2Х)=5,
18Х+12Х-4Х²=5
Откуда Х1=0,17 м и Х2=7,3 м. Очевидно, что в нашем случае актуально значение Х1=0,17 м. Это и будет минимально допустимой шириной ленты фундамента.
Какой должна быть ширина основания дома, если известна толщина стен
Однако полученное выше значение является лишь ориентировочным. Допустим, в проекте дома заложены несущие стены толщиной 300 мм, что почти вдвое больше расчетного значения ширины ленточного фундамента. С учетом того, что ширина ленты должна быть на 100 мм больше, получаем расчетное значение: 300+100=400 мм. Итого, запас ширины фундамента составит на: 0,4:0,17×100-100=135% больше минимального.
Зависимость от арматуры
Обычно для ленточного фундамента используют арматуру диаметром 12, 14 или 16 мм. Чтобы оценить, вписывается ли выбранный материал в выбранные параметры основания (в данном случае – в его ширину), необходимо просчитать площадь поперечного сечения ленты и процент, который отведен в монолите именно на арматурный каркас для фундамента . Для этого принимаем высоту ленты, например, 0,8 м (зависит от проекта) и, воспользовавшись таблицей, представленной ниже, подсчитаем, можно ли в данном случае использовать 4 продольных стержня арматуры диаметром 12, 14 или 16 мм.
Площадь поперечного сечения ленты будет равна: 40×80=3200 кв. см.
При условии, что арматура должна занимать 0,001 часть от площади сечения ленты, имеем: 3200×0,001=3,2 кв. см. По таблице выше видно, что данное значение актуально при использовании 4 прутков арматуры диаметром 12 мм.
Значение ширины фундамента подобрано верно.
Любое строение должно иметь под собой фундамент. Для того чтобы здание прослужило много лет, очень важно правильно рассчитать параметры фундамента. А для того чтобы сделать все верно, нужно знать определенные характеристики.
Расчет ширины
Для закладки основы здания важно, какой грунт на участке, на каком уровне находятся грунтовые воды, вес самого здания, насколько промерзает земля.
Все работы по проектированию основываются на инженерных расчетах. Это сложные расчеты, поэтому обычно пользуются усредненными значениями нагрузок для вычислений.
Крыша:
- шифер - 40-50 кг/м2;
- рубероид - 30-50 кг/м2;
- черепица - 60-80 кг/м2;
- листовая сталь - 20-30 кг/м2.
Стены:
- кирпич - 200-270 кг/м2;
- железобетон - 300-350 кг/м2;
- дерево - 70-100 кг/м2;
- каркас с утеплителем - 30-50 кг/м2.
Sопор ≥ Рдом/ Qн.сп , где:
Sопор – нижняя опорная площадь;
Рдом - вес здания;
Qн.сп - несущая способность грунта
Несущая способность грунта – это возможность грунта выдерживать нагрузку на 1 см площади.
Для двухэтажного дома
Шф – ширина фундамента,
С – значение сопротивления грунта;
В – значение, учитывающее самую меньшую величину веса почвы.
Расчет высоты
По СНиПам фундамент должен выступать над землей не менее 20 см, однако, на практике, при учитывании главного параметра – глубины промерзания почвы, эта величина увеличивается до 30-35 см.
Чем глубже уровень промерзания, тем больше должна быть высота фундамента. При промерзании до 3 м, высота фундамента может доходить до 1м.
Для двухэтажного здания выбор высоты выступа фундамента над землей совершенно не важен, этажность никоим образом не влияет на устойчивость или прочность здания. При постройке руководствуются удобством сооружения входа в здание.
По нормам, при входе должно быть не меньше 3-х ступеней, а это возможно при оптимальном значении 35-40 см. Такой выступ выполняет еще одну функцию – защищает конструкции от постоянного воздействия грунтовых и атмосферных осадков. Также для того, чтобы вода не оказывала разрушительного действия на основание дома по окончании строительства желательно сделать вокруг здания.
Минимальным значением считается высота над землей – 35-40 см, но если фундамент будет выше этих значений, то это допустимо. Единственное условие – высота выступа не должна превышать ширину фундамента.
Подведем итог: фундамент – главная часть сооружения, от которого зависит долговечность здания. Поэтому подходить к его сооружению надо ответственно, точно производя расчеты и придерживаясь существующих норм и правил в строительстве.
Только в этом случае возводимое здание будет надежным, долго прослужит и станет надежным прибежищем.
Одним из самых востребованных в наши дни является ленточный фундамент. Его основные преимущества – длительный срок службы, надежность, несложное изготовление без применения грузоподъемных механизмов. Заложение бетонной ленты осуществляется с учетом климатических и геологических условий, а также особенностей проекта. Перед началом строительства всегда рассчитывается глубина заложения и другие размеры фундамента – это позволит избежать осадки сооружения под влиянием деформаций грунта и подпочвенных вод.
При выборе размерных параметров основания дома обращают внимание на три основных фактора.
1. Плотность грунта.
Если он отличается высокой степенью однородности и прочности, средняя глубина расположения фундаментной ленты составляет 0,5 м. К этой группе относятся каменистые почвы, хрящеватые смеси (песок с глиной и щебнем), песчаные грунты с малой толщиной промерзания. На пучинистых почвах (глины, супеси, суглинки), накапливающих в порах много влаги, рекомендуется довести уровень закладки основы до 0,7 м. На слабых подвижных грунтах глубина заложения ленты зависит от уровня залегания твердой почвы (максимум – 2,5 м).
2. Глубина промерзания.
Существует мнение, что фундамент следует располагать ниже уровня промерзания. Но конструкция (особенно если это легкое каркасное строение) все равно будет неустойчивой из-за морозного пучения. Хотя промерзающий грунт не будет давить на подошву, он будет действовать на стенки ленты. Поэтому довольно часто ленту закладывают на отметке, равной половине глубины промерзания грунта (ГПГ). При этом учитывают, что подошва должна отстоять от уровня почвы не менее чем на 0,5-0,6 м. Влияние пучения уменьшают с помощью конструктивных решений: трапециевидной формы опалубки (она сужается кверху), защитных экранов для ленты, засыпки пазух непучинистым грунтом, прокладки водоотводных каналов.
3. Уровень залегания грунтовых вод.
Если они расположены ниже ГПГ, то глубина заложения ленты от них не зависит. При прохождении русла подземных вод выше отметки промерзания грунта фундамент опускают до уровня ГПГ.
Кроме названных факторов, на степень заглубления ленточного основания влияют класс строения (планируемая долговечность постройки), рельеф участка, общий вес сооружения. Большое значение имеет уровень прокладки коммуникаций: все они должны быть смонтированы выше фундаментной подошвы. Если возводится , ее основание обустраивают несколько выше (учитывая будущую осадку), обязательно предусмотрев песчаную подушку.
Главная цель при составлении проекта – определить глубину, на которой несущий слой грунта вместе с подсыпкой обеспечит равномерную осадку здания, причем ее значение не должно быть выше максимально допустимого предела.
Расчет глубины заложения
Если по разным причинам невозможно проведение геологических изысканий для оценки участка, застройщик способен самостоятельно вычислить глубину закладки ленты на основании СП «Основания зданий и сооружений». В качестве примера приводится расчет в Московской области.
1. Определение нормативной глубины промерзания в метрах:
d fn = d 0 х √M t
Нормативное значение d 0 выбирается по таблице, в зависимости от типа грунта: чем он плотнее, тем больше число. Например, для супесей d 0 = 0,28, а для суглинков – 0,23. M t – сумма модулей (абсолютных значений) средних отрицательных температур за зимний период (в средней полосе он продолжается с ноября по март). Для Москвы этот показатель равен 22,9 (таблица 5.1 «Строительная климатология»). Подставив числа в формулу, получают
d fn = 0,28 х √ 22,9 = 1,34 м
2. Определение расчетной глубины промерзания:
d f = k h х d fn
Коэффициент k h зависит от типа сооружения и среднесуточной температуры в помещении, которое примыкает к наружному фундаменту. Для отапливаемых зданий значение коэффициента колеблется от 0,4 (дом с подвалом) до 1,0 (дом без подвала с полом на лагах). Для неотапливаемых сооружений k h = 1,1.Если пол устроен по грунту, а среднесуточная температура составляет 5°C, то k h = 0,8. Подставляем это значение в формулу:
d f = 0,8 х 1,34 = 1,07 м
3. Определение глубины основы в зависимости от уровня грунтовых вод d w . Нужное значение выбирают по таблице 1.
Таблица 1.
Без геологических исследований, не зная уровня грунтовых вод, лучше заложить ленту на глубине не менее чем d f , то есть 1,07 м.
Особенности ленточного основания мелкого заложения
Если возводится одноэтажный дом из кирпича ибо пеноблоков (без подвала), каркасное строение, бревенчатый сруб, дачный домик, баня, сарай или забор, то их основанием вполне может стать мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ). Конструктивно он похож на заглубленный аналог, но имеет также существенные отличия:
- средняя глубина закладки – 0,7 м;
- расположение над зоной промерзания;
- служит основанием для строений, возводимых в основном на пучинистых почвах.
Фундамент мелкого заложения способен нейтрализовать разрушительное влияние морозного пучения грунта. При этом здание или забор, жестко соединенные с МЗЛФ, «плавают» вместе с ним в вертикальном направлении во время сезонных подвижек глинистого или песчаного грунта. За счет того, что глубина заложения небольшая, смещение осуществляется равномерно, не сопровождаясь образованием трещин.
Глубина заложения мелкозаглубленной ленты должна быть на 20 % меньше уровня промерзания почвы. В основании фундамент укрепляют с помощью непучинистой подушки толщиной 0,2-0,8 м. Именно такой слой должен составлять один из следующих материалов: щебень, шлак, гравий, крупный песок, песчано-гравийная смесь (ПГС). Подушка нивелирует деформации, возникающие при расширении и сужении пучинистого грунта, и фактически заменяет его собой.
Ленточное мелкозаглубленное основание рассчитывают по стандартной методике. Если строительство выполняется своими силами, для определения основных параметров фундамента одноэтажного сооружения можно воспользоваться таблицей.
Таблица 2.
Выбор размеров ленточного фундамента (мелкое заложение) и типа армирования
| Тип грунта | Описание сооружения | Ширина подошвы фундамента, м | Толщина подсыпной подушки, м | Диаметр арматуры, мм; число стержней в поясе; число стержней в сечении фундамента |
| Среднепучинистый, глина и песок | Кирпичная кладка, пенобетон; перекрытия из железобетона | 0,6 | 0,3 | 10; 2; 4 |
| Сильнопучинистый, глина и песок | 0,6 | 0,5 | 14; 3; 6 | |
| Отапливаемое каркасное строение; дом из бруса; деревянные перекрытия | 0,4 — 0,3 | 0,2 | 10; 3; 6 | |
| 0,4 — 0,3 | 0,4 | 12; 3; 6 | ||
| Среднепучинистый, глина, суглинок, супесь, песок | Летняя дача из бруса или бревен; | 0,3 — 0,2 | 0,6 — 0,7 | 12; 2; 4 |
| Сильнопучинистый, глина, суглинок, супесь, песок | 0,3 — 0,2 | 0,7 — 0,8 | 12; 3; 6 |
Технология строительства основания
Заложение ленточного мелкозаглубленного фундамента под дом или забор выполняется в определенной последовательности.
1. Выравнивание грунта в пятне застройки, прокладка водоотводных каналов.
2. Разметка участка и земляные работы. Наносят линии контура стен и простенков здания и роют траншеи (глубина — 0,5-1,5 м). Если строится отапливаемый дом или баня, следует заложить фундамент под печью или камином.
3. Выстилание геотекстилем. С помощью него предотвращают заиливание подушки, если глубина поверхностных грунтовых вод выше, чем закладывается фундамент. Нетканый сверхплотный материал (например, дорнит) погружают на дно траншей и запускают на их боковые стенки, делая запас с каждой стороны, равный толщине подушки.
4. Подушка. Постепенно насыпают ПГС, после каждых 10-15 см тщательно уплотняют ее с помощью ручной трамбовки или вибратора, затем укрывают оставленными по бокам полотнищами дорнита.
5. Установка опалубки и армирование. Сетки, связанные из арматурных стержней и проволоки, размещают в нижней и верхней зонах. При этом глубина заложения в бетон составляет около 5 см. Нижний армопояс предотвращает прогиб ленты вниз, а верхний не дает ей выгнуться вверх.
6. Заливка бетона. Ленту заливают непрерывно, в один прием.
7. Демонтаж опалубки и вертикальная гидроизоляция. Ее производят, когда схватится бетонная смесь – летом этот момент наступает через 3-5 дней. Ленту по бокам обрабатывают битумно-каучуковой мастикой или проникающей гидроизоляцией (например, Пенетроном).
8. Обратная засыпка пазух. При снятии опалубки вокруг ленточного мелкозаглубленного фундамента образуются полости, заполняемые песком или глиной. В первом случае водопроницаемый материал уменьшает воздействие сил морозного пучения, но способствует накоплению влаги в засыпке и снижению ее несущей способности. Если выбрана глина, она создаст так называемый глиняный замок, предохраняющий от воды.
Loading...