Контакты
Главная / Регистрация ИП

Столбчато-ростверковый фундамент: расчет и возведение. Столбчатый фундамент

M100 | B7,5 M150 | B10 M150 | B12,5 M200 | B15 M250 | B20 M300 | B22,5 M350 | B25 M350 | B26,5 M400 | B30 M450 | B35 M550 | B40 M600 | B45 Выберите марку (класс) бетона, которую хотите получить. М100 (В7.5) Из-за низкой прочности используется в основном при подготовительных бетонных работах. Может быть использован в виде «подушки» под фундамент, бордюр, тротуарную плитку, дорожное полотно и т.п. М150 (В12.5) Бетон данной марки имеет достаточную прочность для заливки разных типов фундамента под малые сооружения. Также используется для заливки стяжек пола, укладки бетонных дорожек. М200 (В15) Одна из самых востребованных марок бетона (наравне с М300) используемых в загородном строительстве. Основное применение: заливка фундамента (столбовно-ростверкового, ленточного, плитного), изготовление бетонных дорожек, стен, лестниц. М250 (В20) Используется для заливки фундамента, малонагруженных плит перекрытий, изготовление лестниц, подпорных стен. М300 (В22.5) Наравне с М200 имеет большую популярность в частном строительстве. Данная марка бетона за счет своей универсальности позволяет использовать его для заливки фундамента под практически любой дом в загородном секторе, а также для изготовления лент заборов, плит перекрытий. М350 (В25) Основное применение: изготовление плит перекрытий, несущих стен, колон, железобетонных изделий и конструкций, отлив монолитных фундаментов. М400 (В30) Редко используется в загородном строительстве. Используется для изготовления поперечных балок, подпорных стенок, конструкций мостов и гидротехнических сооружений, заливки чаш бассейнов, цокольных этажей монолитных зданий. М450(B35) Основное применение: банковские хранилища, мостовые конструкции, метростроение, гидротехнические сооружения. М550 (В40) Основное применение: железобетонные конструкции специального назначения (хранилища банков, плотин, дамб, метростроении). М600 (В45) Основное применение: фундаментные основы для комплексных и масштабных объектов, мостовые опоры, гидротехнические сооружения, объекты особого назначения (бункеры и т.п.). http://www.gvozdem.ru

л При использовании бетономешалки укажите ее объем. Калькулятор посчитает кол-во замесов для необходимого объема бетона и кол-во составляющих смеси (цемента, песка, щебня и воды) для одного замеса. Если для замешивания вы используете любую тару вертикальной загрузки (ведро, корыто и т.п.) то укажите в литрах объем данной тары. Результаты расчета можно увидеть ниже в данном калькуляторе «Расчет для 1 замеса бетономешалки: Расчетные значения по коэф. выхода бетонной смеси».

1,1-1,8мм | мелкий песок 2-2,5мм | средний песок более 2,5 | крупный песок

Объем верхней части столба 0.038 м 3
Объем основания 0.025 м 3
Общий объем столба 0.063 м 3
Расстояние между столбами по горизонтали 145 см
Расстояние между столбами по вертикали 143.3 см
Количество фундаментных столбов 14 штук
Объем бетона всех столбов 0.88 м 3
Объем бетона для ростверка 0.606 м 3
Общий объем бетона 1.486 м 3
Длина арматуры в одном столбе 4.2 м
Сумма арматуры в столбах 58.8 м
Длина арматуры в ростверке 84 м
Общая длина арматуры 142.8 м
Общий вес арматуры 126.77 кг
Расходы на строительные материалы для фундамента
Требуемое количество мешков цемента по 50 кг: 10.4. ( Или 520) кг
Стоимость цемента 2079.9
Песок 1299.94 кг
Стоимость песка 389.98
Щебень 1871.91 кг
Стоимость щебня 748.77
Стоимость арматуры 2535.44
Итого: 5754.1

Расчет количества материалов столбчатого фундамента

Для бань и домов без подвалов, домов с легкими стенами и домов из кирпича, где применять ленточный фундамент не экономично, часто применяется столбчатый фундамент. Его расчет дело трудоемкое, но с нашей программой подсчеты не отнимут у вас много времени. Все, что вам нужно, это заполнить согласно инструкции соответствующие поля, и вы получите сведения о необходимых для строительства материалах, узнаете их количество и общую стоимость.

Выберите тип фундаментного столба Это могут быть столбы с круглым или прямоугольным основанием. И с круглой или прямоугольной основной частью.

Укажите необходимые размеры B - Ширина или диаметр.
H - Высота основной части.

A - Высота основания столба. Если свая без основания, то не указывайте этот размер.
D - Ширина или диаметр основания.

D1 - Длина для прямоугольного основания.
B1 - Ширина для прямоугольного столба.
При круглых сечениях эти размеры в расчете не участвуют.

Габариты столбчатого фундамента X - Ширина фундамента.
Y - Длина фундамента.

X1 - Количество столбов по ширине, включая столбы по углам.
Y1 - Количество столбов по длине, включая столбы по углам.

S - Если отмечено, то будут рассчитываться столбы, расположенные равномерно под всем домом. Если нет, то столбы только по периметру фундамента.

Габариты ростверка E - Ширина ростверка. F - Высота ростверка.
Если расчет монолитного ростверка не требуется, то не указывайте эти размеры.

Арматура ARM1 - Количество прутьев арматуры в одном столбе.
ARM2 - Количество рядов арматуры в ленте ростверка. ARMD - Диаметр арматуры. Указывается всегда в миллиметрах.
Если армирования не требуется, то установите значения в 0.

Укажите количество цемента для изготовления одного кубического метра бетона. В килограммах.
Укажите пропорции для изготовления бетона, по весу. Эти данные различны в каждом конкретном случае.
Они зависят от марки цемента, размеров щебня и технологии строительства. Уточняйте их у поставщиков строительных материалов.

Для расчета ориентировочной стоимости строительных материалов укажите их цены.

В результате программа автоматически вычислит: Расстояние между фундаментными столбами и их количество.
Объем бетона для одного столба, отдельно для верхней и нижней части.
Количество бетона для ростверка.
Длину и вес необходимого количества арматуры.
Стоимость строительных материалов для устройства монолитного столбчатого или свайного фундамента с ростверком.
Чертежи дадут общее представление и помогут в проектировании свайных фундаментов.

Краткая характеристика

Столбчатый фундамент имеет вид столбов, которые объединены при помощи ростверка. Столбы эти располагаются по углам будущего строения, а так же на местах пересечения стен, под несущими или просто тяжелыми стенами, балками и ответственными конструкциями. В тех местах, где нагрузка особенно велика. Ростверк служит для усиления столбчатого фундамента, и имеет вид армированной перемычки между столбами.

Где не стоит применять столбчатый фундамент

Применять столбчатый фундамент не рекомендуется там, где находятся подвижные или слабые грунты, такие как торф или насыщенные водой глинистые грунты. Не стоит применять фундамент этого типа и в зонах, где наблюдается резкий перепад высот.

Преимущества

Столбчатый фундамент имеет ряд достоинств, делающих его оптимальным решением при строительстве частного дома. Он дешевле, чем ленточный или плитный фундамент, экономичнее по расходу строительных материалов и затратам на его возведение, дает меньшую усадку и позволяет сократить общую площадь фундамента. Такой фундамент эффективно противостоит разрушительному воздействию морозного пучения грунта.

Материалы

В зависимости от массы и этажности дома следует подбирать и материалы для изготовления фундамента. Это камень, кирпич, бетон и железобетон. Согласно типу материала подбирается и минимальный размер сечения столбов. Так, для бетонных столбов размер сечения не должен быть меньше 400 мм, для каменной кладки не меньше 600 мм, для кирпичной кладки 380 мм, если она выше уровня земли, и от 250 мм, если использована технология перевязки с забиркой.

Строительство фундамента

Прежде чем приступать к строительству, необходимо выяснить глубину промерзания почвы, вид и состав грунта, чтобы при необходимости устроить его замену, и уровень расположения грунтовых вод для выявления необходимости в дренаже и гидроизоляции. Строительство столбчатого фундамента протекает в 9 последовательных этапов.
1. Подготовительные работы, представляющие собой очистку строительной площадки.
2. Разметка фундамента, когда земельный участок размечается согласно проекту.
3. Рытье ям.
4. Установка опалубки для столбов.
5. Установка арматуры.
6. Заливка столбов.
7. Изготовление ростверка.
8. Постройка так называемой забирки или заграждающей стенки между столбами.
9. Меры по гидроизоляции фундамента.

Важные моменты

Если дом возводится на пучинистых грунтах, то нельзя откладывать начатое строительство. Если оставить пустующий фундамент на зиму, он может деформироваться.
Только что залитые опоры из бетона должны отстояться в течение 30 дней. В этот период нагружать их не рекомендуется.
Для изготовления бетона оптимально подойдет цемент марки М400, а в качестве наполнителя мелкий гравий и крупнозернистый песок.

Среди множества видов фундаментов, одна конструкция сочетает простоту, прочность и низкую стоимость. В ней дорогостоящий котлован заменен несколькими шурфами, а вместо массивного монолита установлен легкий ростверк. Однако его устройство требует точного расчета.

Чем массивнее будет дом, тем на большую глубину нужно бурить шурфы, тем большее количество бетонных столбов потребуется установить. Проектирование – трудоемкий процесс. Предлагаем использовать для расчета буронабивного фундамента калькулятор – программу, позволяющую производить вычисления по произвольно вводимым параметрам.

Проектирование столбчатого фундамента из буронабивных свай. Общие требования

Прочный фундамент должен удерживать строительную конструкцию и сохранять при этом статичное (неподвижное) положение в грунте. Сваи испытывают осевую и поперечную нагрузку. На них действует сила, величина которой зависит от полной массы строительной конструкции.

Способность фундамента к противодействию нагрузкам зависит от характеристик почвы и параметров свай, а именно:

  • от механических свойств грунтов, их склонности к усадке и расползанию;
  • от плотности установки опор в грунте;
  • от глубины залегания свайных подошв;
  • от площади опорных площадок.

На несущую способность почв влияют:

  • механические и физические параметры грунтов;
  • уровень подземных вод;
  • регулярное промерзание.

Чем сыпучее грунты, чем они влажнее, чем холоднее зимы, тем массивнее должен быть фундамент: шурфы бурятся глубже, а опоры делаются толще.

Тип грунтов определяется гранулометрическими параметрами почвы — удельным и объемным весом, пластичностью, влажностью, пористостью. Наиболее точные характеристики дадут лабораторные исследования образцов грунтов. Усредненные параметры приведены в таблице.

На способность столбов выдерживать нагрузку влияют факторы:

  • площадь основания сваи;
  • класс бетона;
  • степень армирования;
  • частота расположения.

Общие правила размещения столбов (свай):

  • Интервал между столбами должен в три раза превышать диаметров сваи;
  • Максимальный интервал составляет 3 м;
  • Минимальное сечение пятки сваи при длине элемента ростверка до 3 м составляет 0,3 м.

Определение характеристик и параметров фундамента

Для того, чтобы спроектировать фундамент, необходимо произвести расчеты по следующему алгоритму:

  1. Вычислить общую массу строящегося здания.
  2. Определить типы грунтов и вычислить их физико-механические параметры. Для этого берут образцы грунта на разной глубине из пробных скважин.
  3. Определить силу, с которой дом давит на фундамент.
  4. Произвести расчет несущей способности буронабивной сваи.
  5. Определить общее количество буронабивных свай и их конфигурацию.

Определение массы здания

1. Массу подсчитывают для каждого элемента конструкции – стен, перегородок, перекрытий и кровли . Сначала рассчитывают объем:

V = L х D х H; (1)

L, D, H – соответственно длина, ширина и высота элементов дома.

2. Вычисляют вес:

m = V х p; (2)

где p – плотность материала.

Для подсчета используют нормативные значения удельных масс. Плотность бетона составляет, к примеру, 2494 кг, а удельный вес древесины – 480–520 кг.

3. Рассчитывают вес полезной нагрузки – добавляют массу полов, штукатурки, декоративных отделочных материалов. Эта величина – постоянная, нормативная. Она зависит от общего размера помещений дома на всех этажах. Значение веса полезной нагрузки равно 150 кг/м2.

4. Увеличивают общую массу на коэффициент запаса прочности: конструкция должна противодействовать давлению снега зимой. Величину коэффициента берут из СП «Нагрузки и воздействия». Для средней полосы России значение коэффициента надежности равно:

  • 1,3 – для бетонных монолитных сооружений;
  • 1,2 – для сборных кирпичных и плитных конструкций;
  • 1,1 – для домов из бруса и бревен;
  • 1,05 – для сооружений из стали.

Определение физико-механических параметров грунтов

1. Несущую способность грунта можно определить по таблице 1:

Таблица нормативных сопротивлений грунтов под торцом опоры, кг/м2

Свая опирается на грунт не только нижним торцом, но и всей боковой поверхностью. Это сопротивление также учитывается при расчете фундамента.

Таблица нормативных сопротивлений грунтов вдоль поверхности опоры, кг/м2

Важно: глубина шурфов должна быть на 0,3–0,5 м большей, чем глубина промерзания. Обобщенные сведения о параметрах промерзания грунтов изложены в СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Для выполнения расчетов пользуются актуализированными данными из СНиП 23-01-99 (действует с 2013 года).

Определение параметров, влияющих на несущую способность свай

Опоры изготавливаются из бетона марки 100 и выше. Для того, чтобы опора выдерживала поперечные нагрузки, ее армируют стальными прутками. Чтобы перераспределить и выровнять между сваями весовую нагрузку, придать конструкции жесткость, вершины опор обвязывают бетонным ростверком. Монолитную ленту армируют стальными прутками.

Определение количества опор фундамента и их конфигурации

Длину внутренних простенков прибавляют к общей величине протяженности фундамента. Впоследствии на базе этой величины будут определены интервалы между осями опор. Вычисления трудоемки, но их можно доверить компьютеру: машина точно рассчитает параметры фундамента.

Минимальное количество опор определено нормативной документацией: их необходимо обязательно установить в углах здания и в точках пересечения несущих стен.

Онлайн калькулятор позволит:

  • произвести расчет параметров ростверка;
  • определить необходимый объем бетона;
  • задать нагрузку, которую может выдержать одна свая;
  • установить диаметр, глубину залегания и количество опор для фундамента.

Пример: Определение сопротивляемости буронабивной сваи по материалу и по грунту

1) По материалу (Рмат):

Рмат = Кур*Sосн*Rм; (3)

Кур – индекс однородности грунтов (справочно равен 0,6);

Sосн – площадь основания опоры, м2 (определяется расчетным путем – 3,14 * r2); Площадь основания сваи диаметром полметра равна 0,196 м2;

Rм – величина сопротивления бетона (табличная); Для бетона эта величина равна 400 кг/м2.

Подставляя значения в формулу, получаем: Рмат = 47 тонн.

2) По грунту (Ргр):

Ргр = Ког*Кур*(Rгосн*Sосн*p + Кду* Rгбок*h); (4)

Ког – индекс однородности грунта (справочно равен 0,7);

Кур – индекс условий работы (принимается за 1);

p – периметр (для трехметровой сваи с диаметром 0,5 м периметр равен 0,157 м);

Rгосн – сопротивление грунта, приведено в таблице 2; Для глины составляет 90 т/м2;

Sосн – площадь основания опоры, м2 (определена ранее – 0,196 м2);

Rгрп – величина сопротивления грунта под пяткой опоры (табличная); Для твердой глины это – 90 т/м2;

Кду – дополнительный индекс условий – 0,8;

Rгбок – значение несущей способности грунтов сбоку. Определяется как средняя взвешенная для каждой точки поверхности с интервалом в 1 метр. В нашем случае равно 3,85 тонн/м2.

h – толщина первого слоя грунта, прилегающего к фундаменту. Ее расчетное значение составит 2,3м.

Подставляя цифровые величины в формулу (2), получаем сопротивление сваи по грунту – 26,5 тонн. Эта величина – меньше, чем прочность материала. Ее и берут в качестве исходной для определения количества свай.

Пример: Расчет количества опор. Алгоритм вычислений

1) Определяем весовую нагрузку на 1 м ростверка (Нпм). Для этого полную массу дома относим к общему периметру ростверка.

Нпм = Мд/Пф; (5)

2) Вычисляем межосевое расстояние между опорами: находим отношение значения несущей способность сваи к нагрузке на погонный метр фундамента.

Осв = Ргр/ Нпм; (6)

В нашем случае опора способна выдержать вес в 26 тонн. Значит, на каждый метр ростверка, при соблюдении минимального интервала размещения свай в 3 метра, может прийтись до 8,33 тонн. На практике удельное давление, оказываемое обычным одноэтажным строением на фундамент, составляет 5,5–7 тонн.

Этот расчет буронабивных свай показал: мы можем выбрать более легкую конструкцию фундамента.

Фундамент является самой важной частью дома, его опорой. От конструкции фундамента, его прочности и качества зависит срок службы и долговечность дома, а также безопасность его жителей. Да и на общий бюджет строительства влияет то, какой тип выберет застройщик и из какого материала он будет выполнен — из бетона, дерева, камня и т.д.

Столбчатый фундамент подходит для строений, имеющих облегченную конструкцию.

Среди частных застройщиков наиболее распространенной разновидностью оснований для зданий является столбчатый фундамент.

Для домов, имеющих небольшой вес и без подвалов, самый экономичный, оптимальный, выгодный и надежный вариант — это основание из бетона. Он идеально подходит для небольшого каркасного дома, беседки, бани, флигеля, бытовки. Но в любом случае, для любой постройки очень важно сделать правильный расчет столбчатого фундамента из бетона.

Расчет нагрузки от дома

При самостоятельном решении вопроса строительства планируемого объекта, само собой разумеется, что, проектируя постройку, вы определились со стройматериалом, из которого будет возводиться здание. Следовательно, уже на этом этапе можно сделать оценку веса постройки, точнее — ее надземной части. Нужно сложить нагрузку от всех имеющихся конструкций здания, приплюсовать еще к ним нагрузки сезонные (например, предположительный вес снега на кровле) и нагрузки от будущих внутренних объектов сооружения.

Сезонные нагрузки рассчитываются приблизительно, в зависимости от региона. Для разных регионов России — разные сезонные нагрузки. Так, для южных регионов из-за малого количества снега и удельный вес покрова снега небольшой и составляет 50 кг на 1 м кв., а в северных регионах снежный покров рассчитывается с удельным весом 190 кг/ м кв.

В зависимости от полученного результата, оцениваются размеры обвязки из железобетона, служащей рамой, которая распределяет нагрузку равномерно на все опоры. Эта рама, при необходимости, передает неравномерную нагрузку деформационную от столбчатого фундамента. При расчете объема и массы обвязки учитывают, что железобетон, из которого она сделана, имеет средний вес равный 2400 кг/м3.

В заключении, все вышеперечисленные нагрузки суммируются, и получается общая нагрузка на фундамент (обозначим ее F).

Характер грунта

Естественно, что для самостоятельного расчета, вы не будете прибегать к лабораторному исследованию грунта и его показателей. Поэтому рассмотрим более бюджетный путь — оценка на глаз.

Существует несколько типов грунтов и каждый тип имеет свое расчетное сопротивление.

Сначала надо определиться с глубиной промерзания грунта и узнать глубину залегания грунтовых вод. К этому необходимо отнестись серьезно и ответственно, поскольку если грунт размоется или промерзнет, фундаменту из бетона грозят трещины, деформации и даже полное его разрушение.

На предполагаемом месте строительства дома выкапывается яма или шурф до достижения несжимаемых слоев грунта, пониже глубины промерзания грунта (ее нужно узнать в справочнике). Со дна ямы отбирается проба грунта и скатывают из него шарик. Теперь характер грунта можно определить таким способом:

  1. Щарик не скатывается, а по визуальному определению дно шурфа имеет песчаный слой. Расчетное сопротивление грунта (обозначим — R) будет принимать значение в зависимости от того, насколько песок крупный: мелкий, пылеватый — от 2; средний — 3; крупный — 4,5.
  2. Шарик при сдавливании рассыпается. Это свидетельствует о том, что грунт здесь — супесь и R будет принимать значение 3.
  3. При сдавливании шарик не рассыпается, а после сдавливания на краях не образуются трещины. Это — глина и R может быть от 3 до 5.
  4. При сдавливании шарик из грунта не рассыпается, но трещины образуются. Это — суглинок, а R может равняться от 2 до 4.

Следует учитывать, что расчетное сопротивление грунта R также зависит от пористости и влажности грунта.

Глубина фундамента

Определяя глубину столбчатого фундамента, нужно учитывать вес будущего дома, количество этажей, тяжесть материалов. Понятно, что даже при отличном грунте на участке, глубины фундамента в полметра будет недостаточно для дома в два этажа при наличии большого количества мебели.

Важным фактором для расчета глубины основания является его вид. Глубина в 50 см вполне подойдет для фундамента из труб, предназначенного для деревянной беседки. А вот потребует гораздо большую глубину чем 50 см.

Следовательно, глубина столбчатого основания рассчитывается по этим трем показателям: грунт, вес, вид. Если в разных сторонах строения эти показатели разные и возникают затруднения с определением глубины, то за основу берется максимальная глубина. Все же для строительства лучше выбирать ровную поверхность.

Количество опор столбчатого фундамента

Высота опор столбчатого фундамента над поверхностью земли должна быть не менее 30 см.

Следующий важный этап — это расчет количества столбов. Для равномерного распределения центра тяжести на все столбы, их размещают в центре строения и под каждый угол. Тогда основа не будет провисать. Столбы обычно устанавливаются на каждые 2 метра объекта и по вертикали и по горизонтали. Столбы должны иметь высоту больше уровня земли на 30 см. А если предполагается возможное подтопление дома (например, из-за большого количества снега), то высота фундамента еще более увеличивается.

Количество столбов будет зависеть от площади (S) основания столба. Если предположить нагрузку F равную 100000 кг, а сопротивление грунта R=4, то решив простое уравнение с одним неизвестным R=F/(S×n), вычисляем n — количество опор. У нас получается n = 13 штук.

В вычисления еще следует включить нагрузку, которую сами столбы оказывают на грунт.

При строительстве используется несколько видов фундамента: ленточный, свайный, винтовой, плавающий, плитный, столбчатый. Каждый такой вид имеет свои особенности при строительстве.

Столбчатый фундамент требует гораздо меньших затрат, чем установка ленточного или плитного.

Расчет столбчатого фундамента, одного из надежных и экономичных, должен учитывать многие факторы: вид грунта, тип и размер здания, рельеф.

Возможность установки столбчатого основания

Столбчатый фундамент состоит из бетонных и железобетонных столбов, колонн, которые расположены по углам строящегося здания, в пересечениях стен, несущих простенок, балок и других средоточий нагрузок в строящемся здании.

Существуют неблагоприятные условия, при которых выполнение столбчатого фундамента нецелесообразно. К таким причинам относятся:

  • грунты с высокой степенью горизонтальной подвижности;
  • грунты, склонные к просадке, с малым значением несущего коэффициента: глинистые, водянистые, торф и т.д.;
  • большой перепад высот — свыше 2 м;
  • возводимые стены здания шириной больше полуметра, массивные стеновые панели из железобетонных блоков.

Вернуться к оглавлению

Материалы под основания зданий

Схема столбчатых фундаментов из разных материалов.

Для каменного столбчатого основания подходит бутовый камень c сечением 0,6 м или плиты среднего размера, более плоские.

Часто для экономии времени при строительстве используются сверхпрочные железобетонные монолиты, сборные блоки из бетона или железобетона. Бетонные или бутобетонные столбы имеют сечение в пределах 0,4 м.

Расстояния между монолитными столбами обычно бывает от 1,5 до 2,5 м, однако иногда допускается и большее расстояние. В качестве ростверка чаще делается армированная перемычка.

Для основных и второстепенных помещений следует избегать конструктивных соединений. Пристройки (веранды, террасы, крыльцо) по своему весу более легкие, степень осадки разная, поэтому возникает необходимость отдельно рассчитать опору под эти помещения.

Соединение опор пристроек и основного здания происходит с помощью деформационного шва. В случаях превышения стандартных расстояний (2,5-3 м) столбов друг от друга ростверк (монолитная или сборная железобетонная балка, швеллер, профиль, двутавр) должен быть мощнее, чтобы держать всю весовую нагрузку.

Кирпичное фундаментное сооружение состоит из хорошо обожженного кирпича-железняка. Одним из вариантов устройства опоры под здание могут быть трубы из асбестоцемента или металла, которые после установки заливаются бетонной смесью.

Вернуться к оглавлению

Расчет размера опоры здания

Закладываемый бетонный столбчатый фундамент наиболее экономичен и эффективен, составляет 15-18% общей стоимости здания, в то время как закладывание других оснований может доходить до трети всей стоимости строительства.

Состав и вид грунта в начале строительства обязательно должен быть исследован, тщательный расчет при этом позволит уменьшить осадку всей строительной системы при сохранении степени давления на все имеющиеся столбы.

Необходимо проводить также расчет глубины промерзания почвы, чтобы обезопасить здание от деформации фундамента, для этого столбы закладываются ниже этой глубины промерзания.

При строительстве малоэтажных домов самыми опасными являются возникающие силы морозного пучения, которые действуют на фундамент.

При пучинистых грунтах в домах без подвалов чаще проводится расчет на малое заглубление 0,5-0,7 нормативной величины промерзания, бетонный столб необходимо заглублять на 70 см при глубине промерзания 140 см (140х0,5=70).

Схема столбчатого фундамента на разных грунтах.

Уменьшать воздействия сил морозного пучения возможно покрытием всей поверхности опоры специальными материалами: битумная или пластическая мастики, эпоксидные смолы и т.д., или утепляя поверхностный слой грунта вокруг опорных столбиков.

При возведении , камня, монолитного бетона, мелких блоков необходимо делать сужения кверху, что позволит экономить материал и в то же время равномерно распределять нагрузку от стен здания.

Строительство на пучинистых грунтах должно проходить в один год, фундамент, оставленный на зимнее время без стен, перекрытий, крыши, может деформироваться.

При закладке столбчатой опоры необходимо обязательно произвести расчет, учитывая подъем грунтовых вод. При расположении водоемов вблизи строительства необходимо устанавливать дренаж или гидроизоляцию.

Давление этих колон на грунт меньше на 20-25%, чем у сплошных ленточных оснований, что уменьшает общую площадь этой опоры, соответственно, и стоимость.

Вернуться к оглавлению

Проектирование и расчет необходимой опоры

При необходимо определить всю нагрузку возводимого сооружения, которая будет действовать на грунт под . Сюда входят:

  • вся нагрузка от самого сооружения, в который входит вес кровли, стен, перекрытий;
  • нагрузка от объектов, предметов, которые будут находиться в помещении (мебель, камины, люди);
  • сезонные снежные нагрузки (северная полоса — 190 кг/м², средняя полоса — 100 кг/м², южная — 50 кг/м²).

Для определения объема бетона, количества опор необходимы следующие данные: диаметр, высота столбиков.

Для заливки бетона круглых столбов необходимо рассчитать поперечную площадь по формуле S=3,14хR2, где S — площадь поперечного сечения, R — радиус. Если диаметр столба 30 см с расширением внизу до 50 см, то поперечная площадь составит 3,14х(15)2=706,5 см³. Объем 2-метрового столба при таком сечении — 706,5х2= 1413 м³. Площадь опоры определяется по формуле Sj=3,14хD2/4. В данном случае эта площадь равна 3,14х50х50/4=1962,5 см².

Подошва столбчатого фундамента необходима для того, чтобы грунт под нагрузкой не продавливался. Расчет подошвы фундамента производится по следующей формуле:

Sp>y1F/y2R, где

Sp — площадь подошвы (см²);

Y1 — коэффициент надежности (=1,2);

Y2 — коэффициент условий, зависит от грунта и жесткости конструкции здания (1,0 — глина, каменные стены здания; 1,1 — глина, деревянные и каркасные стены; 1,2 — глина, пески маловлажные, короткие стены с соотношением длины к высоте<1,5; 1,2 — песок крупный, жесткие длинные строения; 1,3 — мелкий песок, любое сооружение; 1,4 — песок крупный, длинные сооружения)

R — расчетное условное грунтовое сопротивление, в кг/см² на глубину 1,5-2 м (гравий 4-5; щебень 4,5-6; пески 1,5-4,5; супесь 2-4; суглинок 1-4; глина 1-9)

Предположим, здание имеет F = 100 000 кг, грунт — мелкий песок, R = 4. В этом случае:

Sp = 1,2х100 000/1,3х4 = 23076,9 см.

Определить количество свай можно по следующей формуле:

N= F/RхS, где

N — количество столбов, шт.;

R — грунтовое сопротивление, кг/см²;

Sp — площадь подошвы, см².

N=1,2х100000/4х1962,5=15,3 шт.

Средний объемный вес железобетона 2400 кг/м³, следовательно, вес одной железобетонной колонны составит 0,1413 м³х2400=339 кг. Значит, масса 15 опор составит 5085 кг.

Проверочный расчет. R=1,2х105085/1962,5х15=4,28. При строительстве данного сооружения надежна с 15 опорами.

Размер сечения кирпичных опор наиболее часто применяется 380х380 мм. Ширина подошвы из щебня, камня имеет следующие размеры: 500х500 мм. Высота кирпичного столба в зависимости от грунта от 1,5 до 2 м, для этого применяется полнотелый красный кирпич М-150, М-200 весом 3,3 кг. В одном м³ содержится 513 кирпичей.

При F = 100 000 кг, мелком песке, R = 4, сечении опоры 380х380 мм, высоте опоры 2м расчет будет следующий:

Объем одной колонны 0,38х0,38х2=0,29 м³ (149 кирпичей), ее вес — 149х3,3= 491,7 кг.

Количество кирпичных столбов для данного строительства следующее:

N=1,2х100000/4х(38х38)=21 шт.

Масса всех колонн составит 21х491,7=10321,7 кг.

Проверочный расчет. R=1,2х110321,7/1444х21=4,36. Сооружение с 21 столбом надежно.