Расчёт фундамента – работы, предшествующие реализации проекта несущей конструкции. Они включают определение различных важных показателей, калькуляцию стоимости и пр. нюансов, которые следует учесть, достаточно много. В статье мы остановимся на основных, в том числе стоимость, нагрузка, количество бетонной смеси, осадка.
Оглавление статьи:
Как рассчитывается цена работ?
Расчет основания - это последний шаг перед проектированием и началом строительства. Расчёт стоимости фундамента предлагаем рассмотреть на монолитной несущей конструкции ленточного типа (Строительство фундаментов в Московской области).
Подошва любой основы должна находиться ниже уровня, на который промерзает земля, приблизительно на 0,5 м. Возьмём средний показатель промерзания. Он колеблется в пределах 0,7-1 м. Следовательно, глубина фундамента равна 1,2-1,5 м.
Ширину необходимо рассчитывать по ряду факторов. Во-первых, плотность почвы. Во-вторых, толщина стеновых конструкций. В-третьих, количество этажей. Иногда принимают во внимание другие параметры, непосредственно влияющие на нагрузку. Минимальная допустимая толщина – 0,5 м.
Пример расчета
Исходные данные мы уже знаем. Теперь предлагаем выполнить расчёт для фундаментов, предполагающих возведение дома из двух этажей площадью 10×8 м. Во внимание следует применять следующие величины:
- периметр несущих стеновых конструкций – 36 погонных метров;
- толщина кладки из кирпича в полтора изделия – 0,38 м;
- ширина основы – 0,6 м;
- высота цокольного участка – 0,5 м;
- глубина несущей конструкции – 1,3 м;
- общая величина основы – 1,8 м.
Кроме того, рассматриваемый фундамент включает усиление за счёт армирующих изделий. Нужно брать пруты диаметром 1-1,2 см. Один погонный метр включает 29 м арматуры или 18 кг материалов. Напоминаем, за основу берём указанные ранее параметры.
Сооружению, возводимому по нашему примеру, нужно 38,88 м3 бетонной смеси. Марка – M300. Внимание, это точная цифра! Не следует воспринимать её буквально и покупать материалы впритык. Обычно берут с небольшим запасом. Скажем, 40 м3. Армирующих изделий диаметром 1 см нужно 650 кг.
В среднем один куб бетонной смеси оценивается в 38$. Одна тонна металла обойдётся в 1000$. Что касается работ непосредственно по заливке и армированию несущих конструкций, они стоят где-то 40$ за один квадратный метр. Что в итоге? Приблизительно 3670$ (цена материалов + оплата услуг рабочих). Прибавим форс-мажорные обстоятельства и прочие подобные факторы, получим 4000$.
Определение нагрузки на основание
Со стоимостью разобрались, теперь рассмотрим расчёт нагрузки на фундамент, который тоже играет немаловажную роль. Чтобы вычислить показатель, необходимо принять во внимание два важных фактора. Первый – общий вес будущего сооружения. Второй – эксплуатационные нагрузки, оказываемые на несущую конструкцию.
Расчёт фундамента, касающийся нагрузки, включает также площадь и массу опоры. Самый оптимальный вариант – равномерное распределение давления по всей поверхности основания. Когда сделать такое не получается, прибегают к различным конструктивным хитростям.
Возникает логичный вопрос – как посчитать вес сооружения, если оно ещё не построено? Для этого необходимо знать средние показатели массы главных несущих элементов. К ним относится кровельная конструкция, стенки и перекрытия. Как в предыдущем случае со стоимостью, рассмотрим конкретный пример для разных материалов.
Вес одного квадратного метра стеновой конструкции, сделанной из брёвен или бруса, равен 70-100 кг/м2. У кирпичной стенки с толщиной 15 см масса несколько выше — 200-270 кг/м2. Если кровля сделана из стали листового типа, то нужная величина составляет 20-30 кг/м 2. Показатель для рубероида – 30-50 кг/м2.
Осталось узнать про перекрытия. Масса соответствующих элементов чердачных помещений в комплексе с тепловым изолятором – 70-100 кг/м2. Цокольный участок, обустроенный по древесным балкам, вместе с утепляющим материалом весит 100-150 кг/м2. Напоминаем, указанные величины считаются усреднёнными.
Зная перечисленные параметры высчитывается общая площадь кровельной конструкции, перекрытий сооружения и стенок. Затем полученная цифра умножается на удельную массу одного квадратного метра какого-либо материала. В результате получается постоянная нагрузка, требуемая для расчёта фундамента.
Наряду с постоянными, учитываются временные нагрузки. Например, оказываемые ветром или снегом. Средняя масса покрова, образующегося из-за снегопада, определяется на основании показателей, присущих заданному региону страны. Скажем, для южной части она составляет 50 кг/м2. В северной увеличивается до 190 кг/м2. Для средней полосы характерен показатель 100 кг/м 2.
Вычисление количества бетонной смеси на примере плитной основы
Чтобы понять, как выполняют расчёт бетона для фундамента, возьмём плитную несущую конструкцию. Она является плитой монолитного типа, которая устанавливается под всю площадь возводимого сооружения. Вследствие этого для определения нужного показателя необходимо выяснить объём плиты. Площадь умножается на толщину.
Типовые постройки нередко имеют размеры 6×6 м. Значит, площадь равна 36 м2. Минимально допустимая толщина плитного основания – 10 см. Бетонной смеси потребуется 3,6 м3. Если взять плиту толщиной 20 см, уже понадобится 7,2 м3. Для 30 см – 10,8 м3. Столько бетонной смеси нужно для создания гладкой плиты.
Однако на этом вычисления не оканчиваются. Для расчёта фундамента плитного типа, если исходить из бетонной смеси, нужно ещё учесть другие параметры. Дело в том, что для увеличения жёсткости описываемых оснований применяют специальные рёбра. Они прокладываются, как в поперечном, так и продольном направлении монолитной плиты. Плюс данные элементы делят её на некоторое число квадратов.
Благодаря рёбрам жёсткости плита лучше воспринимает деформационные нагрузки. Как правило, элементы обустраивают на нижнем участке конструкции. Объясняется это простотой создания. Другое преимущество такого подхода – гладкая верхняя поверхность.
Расчёт расхода бетонной смеси, предназначенной для рёбер жёсткости, высчитывается на основании общей протяжённости элементов и площади сечения. Речь идёт о поперечной величине. Скажем, если рёбра ставят через 3 м на основе размером 6×6 м, общее число равно шесть штук. Напомним, три ставится вдоль и столько же поперёк.
Длина каждого ребра жёсткости – 6 м, в сумме – 36 м. Высота элемента почти всегда равна толщине самой плиты. Поперечное сечение имеет либо прямоугольную, либо трапецеидальную форму. Ширина – 0,8-1 от высоты. Соответственно, площадь поперечного сечения при плите 10 см равна 0,008 м2, объём – 0,288 м3.
В ситуации с трапецеидальной формой соотношение между длинами основ заданной фигуры равно приблизительно 1,5. Меньшая основа – 0,8-1 от общей толщины фундаментной плиты, большая – в 1,5 раза больше, нежели у «родителя». Снова берём плиту, толщина которой составляет 10 см. Требуемый показатель по поперечному сечению – 0,01 м2. Объём рёбер жёсткости получится 0,36 м3. Аналогичными образом осуществляется расчёт фундамента с плитами большей толщины.
Осадка несущей конструкции
Расчёт осадки фундамента производится по воздействию постоянных нормативных нагрузок. Калькуляция выполняется по установленной методике, регламентируемой различными правилами. Главное, чтобы полученная осадка была либо равна заданной, либо меньше её. Больше не допускается.
Отойдём в сторону от жилых сооружений. Возьмём другие не менее важные и всем известные конструкции. Например, мосты. Согласно одному из действующих СНиП, отличие по осадке между соседними опорами не должно стать причиной возникновения углов перелома в продольном профиле конструкции. У городских и автодорожных мостов величина не превышает 2%, у железнодорожных – 1 %.
Есть другие учитываемые факторы. Суть в том, что расчёт фундамента без определения осадки попросту лишён смысла. Не имеет значения, для какого сооружения он выполняется. Будь то приведенные ранее мосты или жилые постройки, осадка является неотъемлемой частью их эксплуатации.
В целом осадка несущей конструкции представляет собой деформацию вертикального типа. Появляется она вследствие передачи на фундамент усилий от сооружения. На показатель оказывает влияние и грунт. Точнее, изменение его физического состояния в ту или иную сторону.
Таким образом, проектная документация в обязательном порядке должна учитывать естественную осадку. Для её предварительного расчёта проводят геологические исследования, рассчитывают разные параметры, в том числе упомянутые ранее, и выполняют ряд других мероприятий.
Когда осадка перестаёт отвечать нужному уровню, необходимо провести работы, устраняющие возникшие дефекты. Способ выбирается, исходя из основной причины возникновения проблемы. К примеру, неравномерная осадка нередко появляется из-за изменения глубины залегания грунтовых вод или уплотнения почвы.