Как правильно рассчитать фундамент для вашего дома

Для расчета фундамента дома необходимо учитывать ряд факторов, включая тип почвы, климатические условия и вес строения. Первым шагом является обследование грунта, чтобы определить его несущую способность. На основе полученных данных можно выбрать подходящий тип фундамента (свайный, ленточный или плитный) и рассчитать его размеры и глубину заложения.

Кроме того, следует учесть нагрузки от самого здания, включая вес материалов и людей, а также дополнительные нагрузки, такие как снег или ветер. Когда все параметры определены, можно произвести окончательные расчеты, включая необходимые коэффициенты безопасности, чтобы гарантировать прочность и устойчивость фундамента на протяжении всего срока эксплуатации дома.

Расчеты по выбору фундамента

Фундамент — это не только важнейшая часть нового дома, но еще и значимый пункт расходов, поэтому выбору типа основания принято уделять пристальное внимание.

Чтобы рассчитать стоимость строительства фундамента для дома и выбрать наиболее экономичный вариант, не обязательно быть инженером: вы можете сделать это самостоятельно, чтобы понять, что именно лучше подойдет вам.

Ленточный или плитный фундамент?

Прежде чем проводить расчет фундамента, необходимо определиться, какое именно основание лучше подходит для дома и участка. Всего выделяют три типа, используемых в строительстве сегодня:

• свайный;
• ленточный;
• плитный.

Свайный в капитальном строительстве используется реже всего из-за его сравнительно небольшой несущей способности. Он отлично подходит для возведения легких зданий на нестабильных грунтах, но если хочется построить основательный и долговечный дом из надежных и тяжелых материалов, придется выбирать между ленточным и плитным.

Многие считают, что расчет фундамента под дом для определения наиболее выгодного не требуется вовсе, так как ленточный всегда оказывается дешевле плитного. Однако это очень распространенный миф, развеять который можно путем достаточно простых подсчетов.

Как рассчитать ленточный фундамент для дома?

Чтобы понять, из каких материалов и работ складывается стоимость основания, проведем расчеты для стандартного небольшого частного дома 10х12 м.

Объем бетона

Ленточный фундамент — замкнутая по контуру железобетонная лента, заглубленная в землю и проходящая под всеми несущими конструкциями будущего здания. В доме 10х12 она должна проходить не только по всему периметру строения, но еще и создавать внутреннюю перемычку длиной 9,4 м для повышения жесткости и прочности.

Чтобы рассчитать объем бетона для создания основания, необходимо учесть точную площадь ленты шириной 30 см. Она обычно заглубляется в грунт на глубину 100 мм и 500 мм остается над поверхностью земли, поэтому ее общая высота в средних условиях составляет 0,6 м.

Для заливки такого основания потребуется 10 м 3 бетона.

Арматура

Для расчета необходимого количества арматуры можно взять коэффициент армирования, который для стандартного ленточного фундамента составляет 0,25.

С учетом объема бетона для основания потребуется 2,5 тонны арматуры.

Земляные работы

Чтобы рассчитать фундамент под дом, необходимо учитывать земляные работы. Под него требуется сделать траншеи, которые будут глубже и шире самого основания.

При ширине ленты 30 см и глубине 10 см необходимо создать траншею шириной 50 см и глубиной 40 см. В этом случае объем земляных работ составит 17,3 м 3 .

Для устройства подушки под основание потребуется насыпать и утрамбовать песок: примерно 6,5 м 3 для 30-сантиметровой песчаной подушки.

Утепление

Чтобы правильно рассчитать фундамент для дома самому, обязательно нужно учесть, что требуется утеплить часть цоколя, которая находится над поверхностью земли, и создать утепленную отмостку.

При такой конфигурации основания площадь утепления составит 22 м 2 .

Метод расчета плитного фундамента

В отличие от ленты, плита создается под всей поверхностью частного дома, поэтому при характеристиках 10х12 м площадь основания составит 120 м 2 . Плитный фундамент не заглубляется в землю на большую глубину — он укладывается на поверхность таким образом, чтобы его верхняя часть располагалась на проектной высоте. При высоте плиты в 25 см обычно требуется создание котлована глубиной 40 см и шириной +1,5 м к каждой стене.

В этом случае площадь котлована составит 195 м 2 , а при глубине 40 см объем земляных работ — 78 м 3 . С учетом необходимости засыпать щебнем и песком всю поверхность котлована под плиту объем затрат материалов составит: 19,5 м 3 и 50,7 м 3 .

Объем бетона и арматуры

При расчете плитного фундамента для дома требуется учитывать необходимость создания рёбер жёсткости в нижней части плиты в местах, где будут расположены несущие конструкции. Это создаст в местах с наибольшей нагрузкой дополнительную прочность и устойчивость.

Если будут созданы рёбра жёсткости 0,25х0,25 м, то вместе с плитой придется потратить 33 м 3 бетона для создания основания.

Коэффициент армирования составляет 0,2, что при умножении на 33 м 3 бетона даст около 7 тонн арматуры.

Гидроизоляция и утеплитель

В отличие от ленточного, плитному фундаменту требуется гидроизоляция. Под несущими стенами требуется разместить более жесткий утеплитель (экструдированный пенополистирол около 50 м 2 ), а под остальной поверхностью — более доступный (ПБС около 100 м 2 ).

Таблица расчета

Если свести все собранные данные в таблицу, то всего для устройства фундаментов потребуется:

Если ориентироваться на объемы материалов, можно сделать вывод, что ленточный фундамент дешевле, чем плитный. Но это не вполне так. Необходимо учитывать, что плита полностью готова к строительству, она выступает полом для всего первого этажа, а при строительстве на ленточном основании требуется дополнительно создавать плиту перекрытия.

Если делать перекрытие высотой 180 мм под весь дом, потребуется 21,6 м3 бетона и около 4,3 тонны арматуры при коэффициенте армирования 0,2.

Также плиту перекрытия необходимо дополнительно утеплять с использованием ПБС, которого под все основание потребуется около 100 м2. В таком случае новая таблица расходов будет выглядеть следующим образом.

Если рассчитать фундамент самому, используя цены на работы и материалы из ближайших магазинов, окажется, что плитный фундамент будет примерно на 150 тысяч рублей дешевле ленточного. Конечно, такому основанию потребуется дренаж, но на его устройство в готовом котловане нужно не больше 60 тысяч рублей.

Итого: плитный фундамент оказывается более доступным, также у него намного большая несущая способность и на его строительство придется потратить примерно в 2 раза меньше времени.

Как рассчитать материалы для ленточного железобетонного фундамента

Когда вы определились с видом ленточного фундамента и со способом его устройства, нужно разобраться, какие материалы потребуются и в каком количестве. Фундамент — та часть дома, возведение которой составляет до 40% в стоимости работ и материалов. И исправить недочеты после того, как работы завершены, невозможно. Поэтому лучше все посчитать и составить список материалов, где вы сможете указать все ключевые показатели по каждому материалу, допустимые диапазоны их значений и количество, и жестко придерживаться этого списка.

Основные ошибки на этапе выбора материалов

Сразу расскажем, чего нельзя делать, когда вы выбираете стройматериалы. Это касается не только фундамента, но и любой строительной конструкции.

• Нельзя исключать материал из процесса. Случается, что хозяин будущего сооружения или строители решают совсем отказаться от арматуры для каркаса монолитного фундамента. Результат: прочность фундамента снижается в десятки раз. Это значит, что при движении грунтовых вод, замерзании и таянии грунта будут появляться микротрещины, и фундамент начнет разрушаться. Причем гораздо раньше, чем позволяет монолитная технология.
• Нельзя заменять материал неподходящим, но дешевым аналогом. Например, используют вместо стальной или композитной арматуры для укрепления бетона ржавый металлолом. Результат: несущей способности, прочности и устойчивости к растяжениям и разрывам такое “укрепление” добавить не может. Фундамент остается уязвимым к внешним воздействиям. Из металлолома не получится полноценный каркас с правильно распределенной нагрузкой. Зато появляется риск коррозии и разрушения фундамента изнутри.
• Нельзя использовать нужный материал, но с неподходящими характеристиками. Например, бетон не той марки (по причине “А нужной в наличии не было”, или “Ну это же в два раза дешевле”). И он дает трещины еще до того, как хозяева успевают отметить новоселье. Или для кирпичной кладки фундамента берут полый кирпич, который годится только для стен или декоративных элементов, где нагрузки меньше. Или арматура слишком тонкая — а это риск, что она не выдержит нагрузки и лопнет, и дальше начнет трескаться бетон и деформироваться фундамент.
• Нельзя снижать или увеличивать количество материала вразрез с технологией. Это касается и растворов, и смесей, и твердых стройматериалов. Что будет, если при бетонировании использовать цементного порошка меньше, чем нужно, и восполнить недостающий объем песком, вы, конечно, понимаете. Строительные конструкции будут возведены на непрочном основании и их обязательно перекосит. Если не прямо в процессе, то со временем.

Какие материалы вам потребуются для железобетонного ленточного фундамента

Приводим в таблице 1 основные материалы, которые используют для ленточных оснований из бетона. А дальше расскажем об этих материалах подробнее.

Таблица 1. Материалы для железобетонного ленточного фундамента.

ФБС — стеновые блоки. Из них строят стены фундамента, укладывая их сверху на подушки рядами. Это блоки в форме параллелепипеда, со стандартными параметрами по ГОСТ 13579-78. Их также делают на заводах.

Арматура — стальные или композитные стержни и проволока, которые нужно смонтировать в каркас, чтобы укрепить бетон монолитного основания, и чтобы укрепить стык между блоками сборного фундамента. Для арматурного пояса поверх всей конструкции сборного основания потребуется еще и арматурная сетка — сетка с квадратными ячейками из проволоки или арматурных металлических прутьев, которые сварены или связаны в местах пересечения.

Бетон для заливки фундамента — смесь цементного порошка, песка, воды, щебня или гравия, иногда — добавок, которые придают бетону особые свойства. Можно заказать готовую смесь в бетономешалке, которая приедет на участок в день заливки. Можно смешивать ингредиенты прямо на месте строительства. Главное, помните, что бетонная смесь очень быстро загустевает и нуждается в постоянном перемешивании до момента Х, когда ее нужно вылить в котлован.

Бетон для заливки фундамента выбирайте по

• марке (М)
• классу (В)
• морозостойкости (F)
• водонепроницаемости (W)
• подвижности (П)

Марка и класс говорят о прочности бетона, просто в разных единицах измерения. В частном строительстве используют бетон марок М100 — М400.

Рекомендации по выбору бетона и его параметров, исходя из того, что вы будете строить, даем в таблице 2.

Таблица 2. Как выбрать бетон для заливки ленточного фундамента.

Если высота будущего здания — два этажа, возьмите бетон марки на 50 единиц больше, чем если бы брали для одноэтажного строения.

Опалубку строят, чтобы удержать бетонную массу в форме, когда заливают монолитный фундамент. Для опалубки используют дерево, цементно-стружечные плиты, металлические и пластиковые щиты.

Гидроизоляция нескольких видов: геотекстиль в основание котлована, и рулонные материалы, чтобы укрыть песчано-гравийную подушку, мастику или проникающую изоляцию для стыков, и гидроизоляцию для остальных поверхностей фундамента.

Песок, гравий или щебень, чтобы устроить подушку под подошвой фундамента — для сборного фундамента это обязательно. Возможно сочетание материалов в подушке — зависит от стабильности грунта, массы постройки и уровня влаги в почве.

Песок можно брать любого происхождения — карьерный, морской или речной. Главное, чтобы он был как следует очищен, не содержал глиняных примесей и органических остатков. Карьерный песок среди этих трех видов самый дешевый. Для фундамента массивного дома подойдет крупнозернистый песок, с фракцией (размером частиц) 2-3 мм. Для легкой хозяйственной постройки можно взять мелкозернистый, 0-2 мм.

Щебень — мелкий природный камень с фракцией от 5 до 70. Чтобы его получить, дробят горные породы или берут отходы металлургических комбинатов, которые остаются после того, как горные руды переработаны. Для фундаментной подушки используйте гранитный, гравийный или шлаковый щебень с прочностью не менее М800 и фракцией 20-40 мм.

Известняковый щебень для подушки не подойдет, есть риск усадки. Самый прочный и в то же время дорогой вариант — гранитный щебень, его лучше использовать для массивных построек. Хотя для той же цели достаточно и гравийного щебня — прочность М1200, низкая радиоактивность, и он дешевле гранитного.

Гравий — тоже мелкий природный или искусственный камень. Для подушки фундамента лучше использовать морской, речной или горный гравий фракции 20-40 мм. Не путайте натуральный гравий с керамзитовым гравием — пористым заполнителем бетона в круглых гранулах диаметром 5 см. Его получают методом прямого обжига пучинистой глины и используют в основном для утепления. Для укладки подушки фундамента он не подойдет.

Как рассчитать расход материалов для сборного ленточного фундамента

Чтобы рассчитать количество требуемых материалов, нужно знать периметр будущей постройки, длину всех несущих стен, ширину и высоту фундамента. Ширина ленточного основания не может быть меньше ширины стен постройки. Еще строительные правила требуют минимальной толщины железобетонной стены фундамента. Блок должен быть не менее 10 см толщиной, плита-подушка — в 2,5-3 раза шире стенового блока.

Например, для строительства дома с длиной внешних стен 6 м, с толщиной стен 40 см, и высотой фундамента с учетом подвального помещения 210 см, без несущих перегородок внутри, потребуется

• фундаментных подушек с шириной основания 80 см, длиной 118 см и высотой 30 см, по 5 на каждую внешнюю стену
• стеновых блоков с шириной 50 см, длиной 120 см и высотой 60 см, по 5 блоков в три ряда на каждую внешнюю стену
• Минимум 1,7 куб.м бетона для заливки стыков: для этого нужно посчитать суммарный объем всех стыков — вертикальных между подушками и блоками и горизонтальных между рядами.

Вертикальный стык между стеновыми блоками имеет размеры 50Х60 см и длину стыка вдоль стены, например, 5 см. Объем стыка равен 0,015 куб.м. Таких стыков по всему фундаменту — 60, их общий объем 0,9 куб.м.

Вертикальные стыки между плитами-подушками: их 20, объем одного из них — высота 0,3 м Х ширина 0,8 м Х длина стыка 0,05 м = 0,24 куб.м.

Горизонтальные стыки — по всему периметру строения, при трех рядах блоков и одном ряде плит мы берем три периметра, или 24 м Х3, и умножаем на ширину блоков — 0,5 м, расчетная высота такого стыка, например, 1,5 см. Итого получаем объем 0,54 куб.м.

• Чтобы рассчитать количество арматуры для пояса на верхнем ряду блоков фундамента и правильно выбрать саму арматуру, необходимо знать параметры бетонной конструкции. Для укрепления горизонтальных стыков между плитами и блоками нужна будет арматурная сетка. Расход рассчитывается в кв.м по площади поверхности. В нашем случае площадь равна площади трех слоев фундамента, каждая из которых равна 11 кв.м (площадь здания по внешнему контуру минус площадь здания по внутреннему контуру). То есть, на укрепление стыков между рядами блоков потребуется минимум 33 кв.м сетки
• Чтобы рассчитать количество гидроизоляционных материалов, нужно вычислить площадь поверхности, которую требуется защитить, и выбрать гидроизоляцию. Имейте в виду, что самые уязвимые места в сборном фундаменте — стыки между элементами. Если грунт влажный, потребуется комбинация способов защиты от влаги. Можно использовать проникающую гидроизоляцию или специальную мастику на стыках (тогда посчитаем площадь покрытия), а для полной защиты боковой части фундамента взять рулонную или мембранную изоляцию. Здесь нужно посчитать площадь всей боковой поверхности фундамента.
• Расход песка и гравия на подушку зависит от ее объема. Площадь строения умножают на высоту слоя. Если в нашем случае мы запланируем подушку из песка и гравия с высотой песчаного слоя — 25 см и гравийного — 25 см, то песка и гравия понадобится по 9 куб.м. (0,25 м Х 6 м Х 6 м).

Для устройства такого основания потребуются все инструменты, которые используют для арматурных и бетонных работ. Кроме того, чтобы вырыть котлован, разгрузить и установить бетонные конструкции, потребуется спецтехника — экскаватор и подъемный кран.

Как рассчитать расход материалов для монолитного ленточного фундамента

Возьмем для примера тот же дом: с квадратным основанием 6Х6 м, шириной стены фундамента 40 см и высотой всего фундамента 70 см вместе с надземной частью. Несущих стен внутри здания не запланировано.

• Объем песка для устройства подушки под фундамент можно рассчитать, если взять площадь пятна застройки и умножить на высоту подушки. На нашей площади 36 кв.м при высоте подушки 0,25 м с запасом 15% потребуется 10,35 куб.м песка
• Объем бетона для “тощего” слоя, который льется на песок, равен площади пятна застройки, умноженной на высоту слоя (6-8 см). В нашем случае, от 2,16 до 2,88 куб.м
• Гидроизоляции, которую необходимо уложить одним слоем на дно котлована, одним слоем на подушку, и минимум одним слоем поверх тонкого слоя бетона, потребуется 108 кв.м. Нужно посчитать площадь поверхности стен фундамента. В нашем доме это 16,8 кв.м по наружным стенам и 14 кв.м по внутренним стенам ленты.
• Чтобы рассчитать количество арматуры для каркаса, вначале необходимо правильно выбрать арматуру — от сечения может зависеть конфигурация каркаса и количество стержней. Если способ соединения между собой элементов каркаса — вязка, потребуется вязальная проволока или сварка.

В нашем случае должны быть смонтированы два арматурных пояса в каркасе. Для горизонтальной укладки вдоль стены возьмем пруты с сечением 12 мм. Шаг между прутьями между по каждой стене составит 30 см (ширина фундамента минус 5 см отступ с каждой стороны).

На одну стену потребуется 4 продольных горизонтальных стержня длиной 5,9 м (длина каждого — длина стены минус 5 см отступ от края фундамента). На все стены фундамента потребуется 4 Х 5,9 Х 4 = 94,4м.

На два пояса арматуры в одной стене уйдет 40 поперечных прутьев длиной 30 см (длина прута — ширина фундамента минус отступ 5 см с каждой стороны). Шаг между ними — 30 см. На все стены фундамента понадобится 4 Х 40 Х 0,3 = 48 м.

Для поперечного соединения продольных стержней также нужно 40 прутьев в одной стене, но их длина — 60 см при высоте фундамента 70 см. То есть на весь фундамент понадобится 40 Х 4 Х 0,6 м = 96 м.

Чтобы связать между собой все элементы конструкции, возьмем вязальную проволоку диаметром 1,1-1,2 мм. На каждое место соединения прутьев уходит 30 см. Вяжут половину всех соединений в каркасе, в шахматном порядке. Таких соединений в нашей конструкции 320, вязка нужна для 160. Итого 48 м проволоки.

Еще нужно учесть, что на углах конструкции арматуру соединяют внахлест, на это заложим 15% общей длины арматурных стержней. Итого расход арматуры — около 275 м, проволоки — 48 м.

• Объем бетона для заливки фундамента определяется объемом самой ленты. В нашем случае это 7,4 куб.м. Если бетонная смесь смешивается самостоятельно, то каждый компонент — щебень, песок, вода, цементный состав — берется в установленной производителем пропорции, исходя из желаемого объема бетона.
• Опалубку вы сможете посчитать, если вы узнаете площадь внешней и внутренней поверхностей фундамента и толщину доски (если собираетесь использовать доску). Опалубка должна быть выше края бетонного основания минимум на 20 см. Зная все это, можно посчитать объем доски в кубометрах. Допустим, толщина доски 0,2 м, высота опалубки должна составить 0,9 м, внешний периметр фундамента 24 м, внутренний 20,8 м. Получится 8 куб.м доски толщиной 20 см. Еще можно учесть размер опалубочного щита и сравнить его с площадью будущей опалубки. Тогда получится количество щитов.

Теперь вы знаете все о том, что понадобится для прочного фундамента вашего дома. И о том, как его возвести, и при этом не ошибиться в расчетах и не разориться. Покупайте с умом и получайте удовольствие!