Проектирование фундамента столбчатого типа

Отдельные столбы вместо ленты или плиты обходятся значительно дешевле и возводятся быстрее. Но чтобы такая конструкция была надежной, потребуется отнестись к проектированию. В частности, точно выполнить расчет конструкции.

Столбчатый фундамент отличается от более привычного ленточного меньшей избыточностью прочности, а комплекс воздействующих на опору сил значительно больше.

Расчет конструкции должен включать такие составляющие:

  • Определение силы давления фундамента на грунт и площади подошвы, необходимой для поддержки массы дома.
  • Расчет сдавливающей нагрузкиРасчет сдавливающей нагрузки на фундамент со стороны постройки.
  • Определение изгибающих, растягивающих, сдавливающих усилий, которые возникают при неравномерном распределении массы на отдельные опоры.

Последний пункт очень сложно точно рассчитать, поэтому приходится делать большой запас прочности. Первые же два пункта посчитать достаточно просто, если предварительно было проведено инженерно-геологическое изучение грунта и рассчитана масса постройки.

Несущая способность основания

Главная задача фундамента — поддержка массы дома и передача усилия на грунт. При этом конструкция должна быть таковой, чтобы почва выдерживала нагрузку и не проседала. Чтобы этого добиться, предварительно следует определиться несущую способность грунта. Делается это обычно путем стратиграфического исследования.

Проектирование основания

Если нет возможности или желания заказывать профессиональное изучение грунта на участке, то можно ориентироваться на приблизительные цифры, в зависимости от типа почвы. Они представлены в таблице:

Тип почвы Несущая способность, кг/кв.см.
Гравий с глинистым или пылеватым заполнением 4
Гравий с песчаным заполнением 5
Щебень с пылеватым или глинистым заполнением 4,5
Щебень с песчаным заполнением 6
Высокой плотности Средней плотности
Пески Крупные 4,5 3,5
Средней крупности 3,5 2,5
Мелкие 2,5 1,5
Пылеватые 2 1,5
Влажная почва Сухая
Супеси 2,5 3
Суглинки 1,8 2,5
Глины 3 5

Стоит понимать, что цифры в таблице весьма приблизительные, усредненные, могут сильно отличаться от того, что будет на каком-либо конкретном участке. Делая расчет столбчатого фундамента без серьезного исследования, придется закладывать значительный запас прочности.

Если даже определить тип грунта на участке проблематично, то можно исходить из минимально возможной цифры в 1,5 кг/кв.см. Встретить грунт слабее невероятно сложно.

Определив способность грунта выдерживать давление, можно рассчитывать необходимую площадь поверхности подошвы фундамента. Для этого нужно посчитать массу постройки вместе с мебелью, людьми, снегом на крыше и пр. А потом полученную массу разделить на представленную выше цифру.

Смотрите нашу видео-подборку по теме:
к оглавлению ↑

Давления со стороны дома

Не менее важно определить, какая сдавливающая нагрузка будет воздействовать на фундамент сверху. Зная массу дома, можно рассчитать, какое давление будет оказываться на бетон.

Чтобы фундамент это давление выдерживал без разрушения, можно наращивать его прочность двумя путями:

  • увеличивая количество и размеры опор, наращивая таким образом совокупную площадь фундамента, которая будет нести на себе массу дома;
  • увеличивая прочность бетона путем наращивания его марки, класса.

Какой путь предпочесть — зависит от цены разных марок бетона, особенностей конструкции, свойств грунта.

Расчет нагрузки

Если почва слабонесущая, то будет эффективнее увеличивать количество и размеры столбов, а если грунт отличается высокой плотностью и прочностью на сдавливание, то можно просто увеличить марку бетона.

Обычно прочность бетона на сжатие на порядки превышает несущую способность грунта, однако это не означает, что для фундамента можно выбирать тощие сорта.

Бетоны малого класса очень слабы на разрыв, а такие нагрузки часто возникают в процессе эксплуатации столбчатого фундамента. Крайне не рекомендуется применять марку менее М200.

к оглавлению ↑

Усилия на разрыв

Столбчатый фундамент отличается от ленточного или плитного тем, что представляет собой систему отдельных опор.

Для того, чтобы она нормально выполняла свою работу, отдельные столбы следует жестко перевязать. Чаще всего для этого используют бетонный ростверк.

Сделать самостоятельно грамотный расчет этого элемента конструкции невозможно. Даже профессионалы проектировщики подсчитывают нагрузку весьма приблизительно, хотя в их арсенале и специализированные программные комплексы, и справочники с формулами и готовыми типовыми проектами.

Однако общие закономерности стоит знать:

  • Ростверк для основы

    Чем больше расстояние между опорами, тем прочнее должен быть ростверк.

    При этом он должен быть одинаковым для всего проекта дома.

  • Ростверк должен обладать достаточной высотой, чтобы выдерживать вертикальные изгибающие усилия и достаточной шириной, чтобы противостоять горизонтальным растягивающим и сдавливающим силам.

    Другими словами, важна как высота, так и ширина обвязки.

  • Для ростверка очень важную роль играет арматурный каркас, именно он противодействует усилиям на разрыв.
Смотрите нашу видео-подборку по реализации основания: