Калькулятор нагрузки на свайный или столбчатый фундамент. Расчет столбчатого фундамента из бетона

Строительство своими руками отличается, прежде всего, возможностью выбора вида фундамента. Довольно часто люди предпочитают фундамент типа столбчато-растверковый. Небольшие денежные изыскания – его основное преимущество. В случае с ленточным фундаментом или фундаментом монолитного типа, необходим большой объем бетона. В случае с первым вариантом, объем значительно ниже. В десятки раз.

Материал столбов фундамента бывает разных типов. Одним из лучших является армированный бетон. Он отличителен длительным сроком эксплуатации, а так же весьма надежен. Данный вариант и рассмотрим с вами подробнее. Фундамент столбчатого типа с ростверком устанавливаем по шагам, как в технологической карте.

рассчитываем и размечаем основание на земельном участке;

производим земельные работы;

монтируем опалубку;

армируем столбы фундамента;

заливаем бетон и засыпаем грунт;

устанавливаем ростверк.

Работы в отношении расчетов — критически важный этап, так как части сооружения с полученными характеристиками обязаны дать необходимую надежность и прочность всей конструкции в целом.

Как правило, сначала находится несущий вес грунта, с помощью геологических расчетов. Характеристики обозначается в кг/см2. Ее величина зависит от вида почвы, уровня ее плотности, насколько она увлажнена и насколько глубоко способна промерзать. Конкретные показатели можно увидеть в таблице. Далее нужно узнать относительную нагрузку будущей постройки на выделенный участок земли, на котором будет эта постройка. Берется вес строительных материалов, которые будут использованы в строительстве на этом участке земли, корректируется с дополнительным предполагаемым весом снега, давлением ветра и дождя. Получившуюся цифру необходимо разделить на число из таблицы по несущей плотности земли, таким образом, получая опорную площадь и ее возможности. Причем, получившиеся показатели будут приближены к настоящим. По этой причине добавляйте к получившейся площади 25%(дабы обезопасить себя от возможных ошибок в расчетах).

Определение количества столбов узнают с помощью деления опорной площади на площадь основания одного столба. Сама же площадь сечения свай узнается по собственному желанию. В реальности элементы делают с линейным размером до полуметра.

Завершить расчет фундамента столбчатого типа с ростверком необходимо разметкой земельного участка. Определить место для столбов можно в следующих местах и частотностью распределения:

Под каждым углом здания;

В точках пересечения стен;

Сваи на прямых участках устанавливают в радиусе 3 метра друг от друга. Если расставлять их реже, ростверк может начать разрушаться, или как-то изменятся в своей структуре, на стенках, в свою очередь, появятся трещины. Расстановка столбов ближе рекомендованного радиуса друг от друга повлечет за собой отсутствие всяческой пользы и дополнительные денежные затраты.

Все процессы объединяет цель освобождения от растительности. По периметру разметки необходимо выкопать небольшую канаву, и подготовить выемки для столбов-оснований в вычисленных местах. Углубления надо наполнить полностью до уровня промерзания земли. На этот случай можно взять геологические данные по региону. Вдобавок, прибавляется дополнительная глубина 20см под подушку. Столб должен соответствовать ширине стен, вот почему яма обязана обладать аналогичным поперечным размером, а так же, дополнительно с каждой стороны 20см. Эти отступы обеспечат удобную установку опалубки и распорок.

В яму необходимо уложить подушку из смеси щебенки и песка по всей площади дна. По сути, вдоль окружности сваи должна остаться освобожденная часть подушки, которая выступает за основание на 10-20см. Далее, делается трамбовка с добавкой большого объема воды. Объем на ваше усмотрение. Сверху необходимо насыпку закрыть прокладкой полиэтилена, иль рубероида. Данная прокладка позволит при заливке сделанного вами углубления удержать водную массу. Что не позволит последней уйти в землю из бетона. В ином случае, качество и прочность столба понизится.

Опалубку изготавливают из металлов, деревянных досок, остатков от лесопильных стройматериалов. Последний, кстати, используется чаще всего. Доски будут нужны толщиной не менее 2см. Выбираем данный материал из-за дешевизны и малого веса, если сравнивать с аналогами.

Доски собираются в щитовидные конструкции, из которых делаем короба. Получившуюся конструкцию кладем в приготовленную яму. Дабы опалубка не впитала воду из бетона, ее обильно смачиваем водой. Данный процесс облегчит нам демонтаж, когда смесь из бетона остынет должным образом.

В роли опалубки подойдет так же готовые керамические трубы необходимого диаметра. Подойдут так же варианты из асбеста, железа. Доставать их из ям по завершению работ – нет необходимости.

Если само отверстие в земле достаточно сухое, а его стены достаточно прочные(нет возможности обвала), допускается отсутствие опалубки. Однако, отверстие обязано подходить под расчетные размеры основы столба. Стены должны быть выстелены полиэтиленом, защищая досрочный выход воды из раствора бетона.

Чтобы армировать столбчатый фундамент с ростверком, применяются пруты с сечением 1-1,5см. Элементы выбираются в сеточный каркас определенного размера. Такого, что бы при помещении данного в углубление под столб, до краев опалубки был промежуток хотя бы 5см. Сборку необходимо производить снаружи, на поверхности. Продольные прутья должны быть скреплены горизонтальными перемычками, с помощью сварки или связывания. Связывание, кстати, предпочтительнее. Сечение каркаса должно повторять форму столбов. Диаметр прутьев по горизонтали – 6мм, устанавливаются они каждые 30-40см. Элементы арматуры по вертикали будут соединены армированной сеткой ростверка. Вот почему сначала должны подняться над оголовком столба – 30,40см вполне хватит. Затем, по окончанию сборки, каркас нужно установить в выемку для будущего столба.

В подготовленную яму, когда вы сделали описанные выше действия, заливают бетон. Подберите нужную марку бетонного раствора, затем начните укладку по слоям. Залив слой, толщина которого около 25см, проштыкуйте и разровняйте полученное вибратором. Данный процесс уберет образовавшиеся воздушные карманы, которые уменьшают прочность конструкции.

Бетонные слои, все без исключения, укладывайте по типу конвейера: 1 слой залит, прокололи, затем залили новый, и его прокололи… И так до самого верха. В ином случае, слои просохнут не одинаково, а на самом стыке будет шов, который ослабит несущие свойства столба. Если вы хотели снять опалубку, то делайте это только через 4 дня заливки. Может раствор полностью высохнет только через 30 дней, но продолжить работы уже делается возможным сразу после съемки опалубки.

Оголовок столбов надо гидроизолировать особыми составами. Для этого подойдет и гидростеклоизол, так же битумная смола. Далее, по методу, грунт, который вынули из ямы, надо вернуть в оставшееся место. Ежели земля непучиниста, засыпают этой землей. В ином случае, понадобиться применение песка, или другого аналогичного непучинистого стройматериала. Затем, засыпав, место вокруг столбов утрамбуйте. Засыпку, при надобности, допустимо предварить путем утепления фундамента плитами из экструзированного пенополистирола.

Критически важные моменты: заливку надо делать за один день, чтобы не было швов. Все столбы, после нее, должны сохранять одну высоту над поверхностью земли.

Процесс заливки фундамента столбчатого типа, лучше всего делать в теплые времена года. Дабы сохранить целостность, да и саму структуру сооружения, не допускайте отсутствие нагрузки в зимнее время.

Заливка бетона и засыпка грунта

Стройматериал конструкции, как правило, бывает в виде цельного железобетона, а может быть и сборным. Высота расположения ростверка над поверхностью земли может меняться. Как в момент нахождения прямо в земле, зависнув в воздухе, так и слегка углубившись в землю. Нет одного мнения по поводу наилучшего способа. Ростверк на большой высоте расположен над поверхностью земли, что н допускает пучению влиять на него, разрушать, ломать сооружение.

Работа по изготовлению идет определенными шагами. Нужно сделать сплошную опалубку мед свайными элементами вдоль всего края фундамента. Будучи первым слоем в опалубке, он будет исполнять роль поднятия будущего бетонного сооружения в высоту. К роли данной опоры применяется песок. Слой данного обязан подходить по длине промежутка меж поверхностью земли, и самым дном будущего ростверка. Песок закрывается полиэтиленовой пленкой.

Потом, в опалубке нужно сделать и поставить каркас, прутья которого в пределах 15 мм, но не менее 12 мм. Данные элементы сетки каркаса не должны оказаться ближе, чем 5см от края короба. Далее, в единое целое, приваривая или привязывая, объединяют свайные прутья и сетку ростверка. Так как работа по заливке опалубки делается один раз, то делить данный процесс на дни – не допустимо. Всё из-за вероятного появления швов в местах разрыва. Дабы удалить воздушные пузыри из раствора бетона, который мы залили, необходимо использовать вибратор. Можно проколоть получившийся раствор арматурой.

Опалубку допустимо изъять, когда бетон засохнет. Опять же, требуется 4 дня ожидания. Слой песка так же необходимо убрать. Теперь, ростверк «повис» над землей. Перевернутый короб можно применить под будущий ростверк вместо песка, в качестве повышающего элемента под сооружение. Вдоль линии опор из столбов, надо установить несколько кирпичных подпорок. Это делается, чтобы осуществить монтаж их деревянную опалубку. После 4 дней с момента заливки ростверка, заранее поставленные каркасную сетку, кирпичи, а так же сооружения из дерева удаляются.

Устройство ростверка столбчатого фундамента

Помните, расстояние между основой постройки и почвой подвергается влиянию холодов и воды. Чтобы его защитить от данного воздействия различных факторов, надо сделать цокольный этаж. Стройматериалом вам послужат доски, кирпичи, брусья и пеноблоки, как вариант – пенополистирол. Поверхность внутри фундамента автоматически закроется от холодов, а пол не промерзнет с наступлением морозов. Дабы пространство внутри цокольного этажа не отсырело, делаются вентиляционные отверстия, размер которых от 10см. Заглушки обеспечат сохранность тепла в зимнее время суток.

Внимание! Поверхность фундамента нужно гидроизолировать, чтобы предупредить быструю деформацию сооружения. Заранее избавьтесь от пыли, мусора и грязи, затем нанесите битумную мастику с добавлением каучука(они все в одной смеси), и загрунтуйте ее.

Построить фундамент столбчатого типа, со стороны физических усилий, довольно просто. Сочетаясь с малой себестоимостью, этот тип фундамента является хорошим выбором. Важно знать, что перед установкой данного вида фундамента, надо выполнить геологические расчеты, чтобы определить тип почвы, на которой будет расположен фундамент. Так вы сможете соблюсти технологию изготовления, а так же уберечь себя от ошибок. Что, в свою очередь, сделает ваш фундамент столбчатого типа с ростверком крепким, качественным, а значит, долговечным.

Утепление и гидроизоляция фундамента

Онлайн калькулятор монолитного буронабивного свайного и столбчатого ростверкого фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа, обязательно обратитесь к специалистам.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003

С вайный либо столбчатый фундамент – тип фундамента, в котором сваи либо столбы находятся непосредственно в самом грунте, на необходимой глубине, а их вершины связаны между собой монолитной железобетонной лентой (ростверком), находящейся на определенном расстоянии от земли. Главным отличием между столбчатым и свайным фундаментом является разная глубина установки опор.

О сновными условиями для выбора такого фундамента является наличие слабых, растительных и пучинистых грунтов, а так же большая глубина промерзания. В последнем случаем и при возможности забивания свай при любых погодных условиях, такой вид очень актуален в районах с суровым климатом. Так же к основным преимуществам можно отнести высокую скорость постройки и минимальное количество земляных работ, так как достаточно пробурить необходимое количество отверстий, либо вбить уже готовые сваи с использованием специальной техники.

С уществует различное множество вариаций данного типа фундамента, таких как геометрическая форма свай, материалы для их изготовления, механизм действия на грунт, методы установки и виды ростверка. В каждом индивидуальном случае необходимо выбирать свой вариант с учетом характеристик грунта, расчетных нагрузок, климатических и других условий. Для этого необходимо обращаться к специалистам, которые смогут произвести все необходимые замеры и расчеты. Попытки экономии и самостроя могут привести к разрушению постройки.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация .

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Общие сведения по результатам расчетов

• О бщая длина ростверка
- Периметр фундамента, с учетом длины внутренних перегородок.
• П лощадь подошвы ростверка
- Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.
• П лощадь внешней боковой поверхности ростверка
- Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.
• О бщий Объем бетона для ростверка и столбов
- Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.
• В ес бетона
- Указан примерный вес бетона по средней плотности.
• Н агрузка на почву от фундамента в местах основания столбов
- Нагрузка на почву от веса фундамента в местах основания столбов/свай.
• М инимальный диаметр продольных стержней арматуры
- Минимальный диаметр по СНиП, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.
• М инимальное кол-во рядов арматуры ростверка в верхнем и нижнем поясах
- Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.
• М инимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов)
- Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СНиП.
• М инимальное кол-во вертикальных стержней арматуры для столбов
- Количество вертикальных стержней арматуры на каждый столб/сваю.
• М инимальный диаметр арматуры столбов
- Минимальный диаметр вертикальных стержней для столбов/свай.
• Ш аг поперечных стержней арматуры (хомутов) для ростверка
- Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.
• В еличина нахлеста арматуры
- При креплении отрезков стержней внахлест.
• О бщая длина арматуры
- Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.
• О бщий вес арматуры
- Вес арматурного каркаса.
• Т олщина доски опалубки
- Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.
• К ол-во досок для опалубки
- Количество материала для опалубки заданного размера.

Это могут быть столбы с круглым или прямоугольным основанием. И с круглой или прямоугольной основной частью.

Укажите размеры в миллиметрах

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.

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.

Краткая характеристика

Где не стоит применять столбчатый фундамент

Преимущества

Материалы

Строительство фундамента

Важные моменты

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.

Представляет собой бетонную или металлическую раму (ростверк), опирающуюся на вертикальные столбы, заглубленные в грунт на определенную глубину.

Материалом для устройства столбов может служить железобетон, полнотелый глиняный кирпич, блоки, металлические трубы или бутовый камень. В нижней части каждой опорной колонны может быть предусмотрена более широкая подошва для увеличения площади опоры. Поперечное сечение вертикальных опор может быть круглым или квадратным.

Варианты столбчатых оснований.

Надежность фундаментной конструкции в значительной мере зависит от расчета столбчатого фундамента и правильного расположения опорных столбов, которые должны быть установлены:

• под всеми углами здания;
• в местах примыкания и пересечения стен;
• на прямых участках ростверка не далее двух метров друг от друга.

Конструкция рамы ростверка должна служить опорой для всех несущих стен и перегородок. При большой длине здания следует предусмотреть дополнительные поперечные перемычки для обеспечения более надежной связи между продольными балками.

Требования к применению столбчатых оснований

Низкая стоимость конструкции с опорой на вертикальные столбы делает ее весьма привлекательной для частных застройщиков. Однако этот тип фундаментов имеет ряд ограничений по применению.

К неблагоприятным условиям для применения столбчатых оснований относят:

• вероятность горизонтальной подвижности грунтов и боковые внешние нагрузки;
• склонную к просадке или пучинистости почву;
• высокий уровень грунтовых вод, которые не должны подходить к подошве ближе 500 мм;
• глубина промерзания грунта более 1,5 м;
• перепады высот на участке застройки больше 2-х метров;

Уменьшенная несущая способность позволяет использовать его только для каркасных домов, строительства легких жилых зданий из щитовых и деревянных материалов, а так же небольших бань, веранд, пристроек, хозяйственных сооружений и под каркасный гараж.

Удельный вес стенового материала для одноэтажных зданий не должен превышать 1000 кг/м 3 , а толщина стен — менее 400 мм. Применение тяжелых железобетонных перекрытий, балок и перемычек не допускается.

Для таких помещений как веранды, пристройки и флигеля, рекомендуется делать собственный фундамент. Вес их конструкций намного меньше самого жилого дома. Поэтому можно использовать более простую и дешевую конструкцию. Кроме того, такое отделение может значительно уменьшить общую площадь дома и приведет к другим расчетным результатам.

Исходные данные для проведения расчета

Для того, чтобы правильно выполнить расчет количества опор столбчатого фундамента, необходимо обладать информацией. К таким исходным данным для расчета относится:

• отчет об инженерно-геологических изысканиях, включающий структуру поперечных разрезов почвы и данные о залегании грунтовых вод;
• несущая способность грунта;
• глубина промерзания и величина снегового покрова в данной местности, взятые из СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»;
• данные об удельном весе строительных конструкций, из которых будет построено здание, взятые из СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Если вы решили не привлекать специалистов для проведения изыскательских работ, а сведений о геологии участка у вас нет, то потребуется выполнить изучение грунтов самостоятельно.

Для этого на участке застройки необходимо выкопать 2-3 шурфа на глубину не менее чем 0,5 метра ниже опорной подушки фундамента. Если при этом будет обнаружен влагосодержащий слой, то использовать для постройки столбчатый фундамент нельзя. Придется выбрать более дорогое основание.

Оценка несущей способности грунта

Природный состав грунта определяет его несущую способность и поэтому, после изучения геологических данных, необходимо выбрать из табл. 1-5 на стр.6 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» данные о расчетном сопротивлении грунтов, соответствующих реальной ситуации. При этом следует учитывать, что приведенные числовые значения относятся к глубине заложения более 1,5 метра. Подъем на каждые 500 мм вверх увеличивает это значение в 1,4 раза.

Определение весовых нагрузок на фундаментное основание

Вес строительных конструкций здания, снегового покрова в зимнее время, инженерного оборудования и бытового оснащения является важнейшим определяющим фактором для расчета фундамента. Можно попытаться выполнить расчет каждой отдельной конструкции по удельному весу составляющих ее элементов, но это очень большая и сложная задача. В справочной литературе уже приводятся средние обобщенные данные, которые можно взять за основу. Вот некоторые из них:

• стена из бруса при толщине 150 мм – 120 кг/м 2 ;
• бревенчатые стены 240 мм – 135 кг/м 2 ;
• каркасные стены с утеплителем толщиной 150 мм – 50 кг/м 2 ;
• пенобетонные блоки марки D600300 мм – 180 кг/м 2 ;
• междуэтажное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем – 100 кг/м 2 ;
• такое же чердачное перекрытие с учетом утеплителя – 150 кг/м 2 ;
• бетонные пустотные плиты – 350 кг/м 2 ;
• кровля с покрытием из металлочерепицы – 30 кг/м 2 ;
• крыша с шифером – 50 кг/м 2 ;
• кровля с керамической черепицей – 80 кг/м 2 ;
• снеговая нагрузка для средней полосы России – 100 кг/м 2 ;
• для южных регионов – кг/м 2 .

При проведении расчетов так же следует учесть массу самого фундамента. Для этого следует определить его объем и умножить на средний удельный вес железобетона – 2500 кг/м2. Угол скатной крыши может уменьшить или увеличить указанную здесь величину при его изменении.

Общий расчет столбчатого фундамента

Выполнение расчета фундаментной конструкции основано на определении суммарной площади сечения всех опорных столбов фундамента (S). Она определяется как отношение общей массы здания (Р) к расчетному сопротивлению грунта (Ro) по формуле:

S = 1.4 x P/Ro , где 1,4 — это коэффициент запаса прочности.

При составлении предварительной схемы расположения фундаментных столбов была определена их расстановка и минимально возможное количество. Поэтому, разделив общую площадь сечения на число опор, можно получить размеры сечения каждого отдельного столбчатого фундамента под колонну.

Если размер колонн получился менее 400 мм, то следует принять этот минимальный размер. При необходимом сечении столбов более 600 мм, требуется увеличить их количество на схеме, изменяя расстояния между опорами на прямых участках таким образом, чтобы весовая нагрузка распределялась более равномерно.

Минимальная площадь опорной подушки должна превышать сечение столба в полтора раза при толщине 400 мм.

Опирающаяся плоскость нижней части опоры должна находиться на 30-40 см глубже уровня промерзания грунта.

Пример расчета количества столбов

Задача – рассчитать фундамент для небольшого каркасного дома в средней климатической полосе России размером 5 х 6 метров при высоте этажа 3,0 метра и кровле из металлочерепицы. Пример расчета столбчатого фундамента включает несколько пунктов.

Исходные данные:

• принимаем в качестве опоры фундамент на круглых железобетонных столбах;
• основной грунт на участке застройки суглинок (Ro – 3,5 кг/см 2);
• глубина промерзания 1,1 метра;
• при бурении контрольного шурфа грунтовые воды не обнаружены.

Определение весовой нагрузки:

1. общая площадь наружных стен и перегородок составляет 76 м 2 и тогда их общий вес составит 76 х 50 = 3800 кг;
2. масса цокольного перекрытия площадью 30 м 2 составляет 30 х 100 = 6000 кг., а вес чердачного перекрытия – 9000 кг;
3. площадь крыши составляет 52 м 2 , а значит весит такая кровля 30 х 52 = 1560 кг;
4. снеговая нагрузка составит 20% от нормативной при скате 46˚, что составит 100 х 52 х 0,2 = 1040 кг;
5. эксплуатационная нагрузка на одном этаже составляет 30 х 210 = 6300 кг;
6. для оценки массы фундамента возьмем количество столбов из предварительно составленной схемы и примем их диаметр равным 400 мм, тогда масса 10 столбов высотой 1,5 метра составит 540 кг;
7. вес ростверка — это масса железобетонных балок сечением 400х400 м, которая будет равна 980 кг.

Суммируя полученные данные, получаем общий вес дома равным 29110 кг. Для определения суммарной площади сечения столбов делим 29110/3,5 = 8317 см 2 .

Тогда площадь сечения каждого из 10-ти столбов будет равна 832 мм 2 , что соответствует диаметру 326 мм. Принимаем диаметр равным 400 мм и определяем, что для данного здания необходимо минимальное количество столбов составляет 9 штук.

Однако, учитывая необходимость прочностного запаса 40%, к установке должно быть принято 13 столбов диаметром 400 мм.