Расчет ленточного фундамента дома из газобетона для строительства своими руками

Самый важный этап возведения дома — это строительство фундамента и в частности, в моем случае монолитного ленточного фундамента своими руками. Фундамент для дома является основой, которая перераспределяет на грунт вес всего строения и от его надежности зависит появление таких негативных последствий как: вертикальные и горизонтальные деформации строения, неравномерная осадка здания, появление трещин в несущих конструкциях.

Фундамент который я намереваюсь применить при строительстве дома можно посмотреть на плане дома. Построить фундамент своими руками не представляет особых трудностей, но в первую очередь для себя необходимо решить следующий список вопросов, который мы и разберем более детально на моем примере:

• Основание под фундамент. Глубина промерзания грунта. Глубина заложения фундамента.
• Какой фундамент под дом из газобетона целесообразнее всего применить. Расчет фундамента.
• Устройство монолитного ленточного фундамента. Схема фундамента.
• Материалы применяемые для строительства фундамента.
• Стоимость фундамента. Стоимость арматуры и бетона. Стоимость облицовки цоколя.
• Бетон для фундамента. Изготовление бетона своими руками: состав бетона — сколько цемента, песка и щебня на куб бетона.
• Добавки для бетона. Прочность Бетона. Твердение бетона.
• Горизонтальная разметка фундамента и рытье траншей под фундамент.
• Подготовительные работы перед заливкой фундамента. Гидроизоляция фундамента.
• Опалубка для фундамента. Утепление фундамента: несъемная опалубка из пенополистирола или деревянная опалубка своими руками.
• Армирование ленточного фундамента. Арматура для фундамента. Вязка арматуры. Фиксаторы арматуры. Вес арматуры.
• Как правильно залить фундамент. Заливка бетона. Ленточный фундамент своими руками.
• Технологические отверстия в бетоне для ввода коммуникаций.
• Гидроизоляция подвала. Гидроизоляция пола. Проникающая гидроизоляция. Обмазочная гидроизоляция.
• Отделка цоколя. Цокольная плитка.

Основание под фундамент. Глубина промерзания грунта. Глубина заложения фундамента.

Основание под фундамент — это та часть грунта, которая будет находиться непосредственно под пяткой фундамента, и на которую будет передаваться нагрузка от дома. Основание для фундамента может быть двух видов: естественным — в том случае если основой для возводимого фундамента будет грунт природного (естественного) происхождения и искусственным — когда несущая способность грунта увеличивается за счет различных мероприятий.

Начнем с проведения инженерно-геологических испытаний, которые мы сможем выполнить своими руками и которые помогут нам определить тип фундамента для нашего дома. Для этого выполним шурфы по углам предполагаемого заложения фундамента. Цель преследуемая нами — это определение состава грунта и его плотности под подошвой фундамента а также уровень расположения грунтовых вод.

Результатом я остался доволен так как получил во всех шурфах однородный и плотный песчаный грунт а уровень грунтовых вод на точке -195 см. от нулевой планируемой отметки поверхности грунта. Состав грунта представляет их себя мелкий и пылеватый плотный песок и в основной массе имеет песчинки размером около 0,1 мм. Его несущая способность при самых неблагоприятных условиях составляет 1-2 кг/см2.

Глубина промерзания грунта — параметр который показывает на какую глубину промерзает грунт на участке строительства и в первую очередь зависит от климата региона и типа грунта.

В Киеве и Киевской области средняя глубина промерзания грунта составляет 80-90 см. с учетом строительства на песчаном грунте.

Глубина заложения фундамента — расстояние от подошвы фундамента до поверхности грунта (нулевая отметка). В основном выбирается на 20% меньше глубины промерзания грунта, с учетом достаточной несущей способности грунта, и уровнем грунтовых вод ниже этой отметки. Таким образом глубина заложения фундамента должна находится выше отметки уровня грунтовых вод и ниже глубины промерзания грунта при условии наличия (в пятне застройки) на данной глубине плотного грунта с достаточной несущей способностью. Получаю для своего случая глубину заложения фундамента равную одному метру.

Какой фундамент под дом из газобетона целесообразнее всего применить. Расчет фундамента.

Одним из недостатков газобетонных блоков является низкая прочность на изгиб а именно предельная допустимая деформация в пределах 0,5–2 мм/м., в связи с чем появляется вопрос, какой фундамент под дом из газобетона целесообразнее всего применить для предотвращения образования трещин в несущих конструкциях. Для этих целей подойдут несколько типов фундамента монолитная плита, монолитный ленточный фундамент, и конструкция из фундаментных блоков но с обязательными армированными поясами жесткости в нижней и верхней части. Так как я не собираюсь строить полноценный цокольный этаж под всем домом, а только полуподвальное помещение под лестницей и санитарной комнатой, то вариант с монолитной плитой я не рассматриваю (к слову вариант имеющий самую высокую стоимость строительства фундамента). Вариант с использованием фундаментных блоков для меня тоже не приемлем, так как я не смогу изготовить его своими руками, а должен буду для монтажа применять строительный кран, которому нет возможности заехать на участок. Остается вариант изготовления монолитного ленточного фундамента своими руками. Учитывая возможность просадки песчаного грунта(осадка фундамента) необходимо применение расширенной подошвы фундамента. Определившись с типом фундамента — армированный монолитный ленточный фундамент с расширенной подошвой, приступим к расчету фундамента и выполним схему фундамента.

Фундамент применяемый при строительстве моего забора из профнастила можно посмотреть в статье о строительстве забора

Пример расчета фундамента для дома из газоблоков по несущей способности грунта

Я не утверждаю что мой расчет фундамента полностью достоверен, но он позволяет понять основные принципы как рассчитать фундамент для дома. При расчете фундамента основным моментом является определение нагрузки от всего строения на площадь опоры фундамента (грунт) и как следствие возможность определить ширину подошвы фундамента. Для этого необходимо провести расчет массы всего строения.

Проведем приблизительный расчет веса основных строительных материалов используемых для строительства нашего дома в соответствии с проектом сделанным своими руками.

Фундамент. При длине 47 м.п. в виде перевернутой буквы Т (представим в виде двух отдельных лент) объем железобетонного фундамента составит ((0,6х0,25)+(0,8х0,3))х47=18,33 м3 и следовательно руководствуясь данными из СНиП II-3-79 где удельный вес железобетона составляет 2,5 т/м3 проведем расчет приблизительного веса предполагаемого фундамента 18,33 м3 х 2,5 т/м3 = 45,83 тонны.

Пол первого этажа. Будет выполнен по грунту и поэтому мной не учитывается при расчетах.

Газоблок (стены). При проектном количестве 1200 шт. и весом каждого блока 22 кг. получаем значение 26,4 тонны.

Пиломатериалы. Для изготовления перекрытий, стропильной системы и.т.д. по проекту используется 14,5 м3 пиломатериалов, при условии веса древесины хвойных пород – 500 кг/м3 получаем значение 7,25 тонны.

Металлочерепица. Проектная площадь крыши 142 м2 и при весе одного м2 металлочерепици 5 кг., получаем значение 0,71 тонна.

Понимая что остальные значения материалов таких как: клей для газоблоков, монолитный железобетонный пояс между этажами и перед стропильной системой крыши (максимум 2-3 тонны), различные элементы утепления и отделки, мебель, оборудование не превысят значения 20 тонн, итого примем суммарный вес дома равный 100 тоннам.

Из внешних факторов существенным будет только снеговая нагрузка на дом. Расчет проводим в соответствии с ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия» для Украины. Для Киевской области максимальная снеговая нагрузка равна 160 кг/м2. Таким образом при площади кровли равной 142 м2 получаем расчетное значение снеговой нагрузки 142 м2 х (0,160 т/м2 х 1,25) = 28,4 тонны где 1,25 поправочный коэффициент для крыши с углом наклона скатов 45 градусов

В итоге получаем массу всего строения с учетом снеговой нагрузки 128 тонны. и добавим к этому значению 10% для компенсации факторов которые я возможно не учел да и просто для перестраховки.

Данное значение массы дома в районе 141 тонны применим для расчета необходимой площади подошвы фундамента.

Расчетное сопротивление грунта можно взять из ДБН В.2.1-10-2009 «Основания и фундаменты сооружений». Мелкие и пылеватые плотные пески могут выдерживать нагрузку 10-20 т/м2 при самых неблагоприятных условиях. При предполагаемой мной ширине основания фундамента 60 см. и погонной длине основания фундамента 47 метров получаем площадь основания фундамента равной 47м х 0,6м = 28,2 м2 а с учетом расчетного сопротивления грунта на моем участке минимум 10 т/м2 имеем значение минимальной массы дома которую способен нести мой грунт без просадок 280 тонн, что в два раза больше массы проектируемого дома. В целях экономии средств на возведение фундамента, ширину подошвы необходимо уменьшить. Не вдаваясь в подробности повторных расчетов, скажу что оптимальная ширина подошвы фундамента для моего дома (с достаточным запасом прочности) составила 45 см что все равно избыточно но зато я буду спать спокойно.

Устройство монолитного ленточного фундамента. Схема фундамента.

В моем случае монолитный ленточный фундамент будет состоять из двух конструктивных элементов — это горизонтально расположенная подошва фундамента(подушка фундамента) и вертикально расположенная так называемая цокольная часть (сам монолитный ленточный фундамент). Под подошвой фундамента не предполагается выполнение мер по увеличению несущей способности грунта за счет различных мероприятий, так как в основании находится песчаный грунт не требующий дополнительных действий. Устройство фундамента предполагает введение в его структуру арматуры соответствующего расчетам диаметра, а принцип ее закладки можно увидеть на схеме фундамента ниже. Заливать будем ленточный монолитный фундамент своими руками, в связи с чем нам необходимо представлять что делать мы это будем в два этапа: сначала будет выполнена подушка фундамента с выпущенной вертикальной арматурой (для связи двух конструктивных элементов между собой), а затем сам ленточный фундамент. Таким образом вертикальное армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента в моем случае необходимо для связи двух элементов между собой и как каркас крепления арматуры в верхней части фундамента. При работе фундамента на излом (при возможных деформациях грунта под фундаментом и неоднородной осадки фундамента) работать будет горизонтально расположенная арматура в самой нижней части подошвы фундамента и в самой верхней части ленточного фундамента. Принцип работы арматуры на излом фундамента можно понять из рисунка ниже.

Арматура очень хорошо работает на растяжение и поэтому воспринимает на себя нагрузку на излом ленточного фундамента располагаясь близко к поверхности бетона фундамента. Неравномерности просадки грунтов (например в зависимости от их плотности) под подошвой фундамента могут вызывать напряжения и деформации которые изображены на рисунке выше.

Создание схемы фундамента своими руками.

Ниже приведена схема фундамента сделанная своими руками. На схеме фундамента справа изображен поперечный разрез, где можно увидеть размеры фундамента (ширину фундамента, высоту фундамента, размеры подушки фундамента), глубину заложения фундамента, высоту цоколя и схему армирования фундамента. Армирование ленточного фундамента более подробно рассмотрим в этой статье немного ниже. Слева изображен план фундамента вид сверху, который позволит в дальнейшем выполнить правильно (по размерам)разработку траншей для фундамента своими руками и дает представление о габаритах дома.

Материалы применяемые для строительства фундамента.

Основными материалами для строительства монолитного фундамента являются:

• Бетон (и компоненты бетона).
• Арматура.
• Фиксаторы арматуры.
• Гидроизоляционные материалы.
• Добавки для бетона.

Так как я строю фундамент своими руками, то в данной статье не буду рассматривать промышленно приготовленный бетон а воспользуюсь услугами любимой помощницы — бетономешалки.

Бетон и компоненты бетона.

Основными компонентами бетона являются: цемент, щебень, песок и вода, которые перемешиваются в определенных пропорциях в зависимости от того какая марка бетона в конечном итоге нам необходима по проекту.

Щебень будет применяться фракции 20-40, песок речной, вода из скважины, цемент марки 400. О составе и изготовлении бетона своими руками мы поговорим немного ниже.

Арматура.

Для моего фундамента тип применяемой арматуры А3. Желательно применять длинномер (6-12 метров, но все упирается в возможности доставки), для уменьшения стыков арматуры и как следствие ее количества. В основных элементах фундамента будет применена арматура 12 диаметра а в местах где она будет использоваться в основном как несущий каркас арматура 10.

Фиксаторы арматуры.

Фиксаторы арматуры бывают как пластиковыми так и из фибробетона и в первую очередь предначены для удобства установки арматуры на необходимом расстоянии от поверхности бетона так и для сохранения структуры арматурного каркаса при заливке. Так как я пытаюсь выполнить фундамент бюджетно то фиксаторы арматуры будут заменены обычным боем кирпича который достался с соседних строек как бой за копейки. Разбивая кирпич по уровню внутренних отверстий получаем прекрасный фиксатор горизонтальной арматуры.

Гидроизоляционные материалы для фундамента.

Гидроизоляция фундамента в основном применяемая при строительстве бывает двух видов горизонтальная и вертикальная. Горизонтальная гидроизоляция предназначена для предотвращения капилярного подъема влаги от фундамента к стенам (перекрытиям) и в основном выполняется при помощи рулонных гидроизоляционных материалов, самым простым из которых является рубероид.