Р. Яковлев - Универсальный фундамент Технология ТИСЭ
Для столбчатого или столбчато–ленточного фундамента расчет сводится к определению глубины заложения фундамента, к назначению шага столбов и к их разбивке по периметру фундамента.
Если проект предусматривает устройство подвала, то расчет фундамента сводится к определению толщины плиты и схемы её армирования или к определению параметров ленты, если фундамент ленточный. Кроме того, в расчете должны учитываться конструктивные особенности возведения стен и перекрытия подвала. Если строительство растянуто на два и более сезонов, то устройство фундамента (подвала) следует увязать с сезонными изменениями грунтовых условий.
Для расчета любого фундамента необходимо оценить вес дома и несущую способность основания.
Вес дома
Вес дома складывается из нескольких слагаемых.
Вес фундамента оценивается приблизительно. Если фундамент представляет из себя железобетонную конструкцию, то достаточно посчитать объем фундамента (в м3) и умножить его на удельный вес бетона (2,5 т/м3).
Вес стен определяется для каждого конкретного случая, исходя из веса строительных и отделочных материалов:
— при возведении с опалубкой ТИСЭ-2 вес 1 кв. м стены — 270 кг;
— при возведении с опалубкой ТИСЭ-3 вес 1 кв. м стены — 400 кг.
Нагрузка от элементов крыши (стропила, обрешетка, кровля):
— для кровли из листовой стали………20 — 30 кг/м2;
— рубероидное покрытие (2 слоя)…….30 — 50 кг/м2;
— асбоцементные листы………………40 — 50 кг/м2;
— черепица гончарная…………………60 — 80 кг/м2.
Нагрузка от перекрытий определяется материалом самих перекрытий и плотностью используемого утеплителя или слоя звукозащиты.
С некоторым запасом предложим расчетную нагрузку от 1 кв. м перекрытия при пролете в 6 метров:
— чердачное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 200 кг/м…70 — 100 кг/м2
— цокольное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 200 кг/м…100 — 150 кг/м2;
— железобетонное монолитное……………………………….500 кг/м2;
— плиты перекрытия бетонные пустотные…………………350 кг/м2.
При определении давления перекрытий на стены необходимо учитывать, что нагрузка от них и от эксплуатационной нагрузки в большей степени распределяется между несущими стенами, на которые опираются балки или плиты перекрытий. При монолитном перекрытии нагрузка равномерно ложится на все стены.
Эксплуатационная нагрузка (мебель, оборудование…)
Условно принимается равномерное распределение нагрузки по всей площади перекрытий:
для цокольного и межэтажного перекрытия……210 кг/м2;
для чердачного перекрытия………………………105 кг/м2.
Вес снегового покрова:
— для средней полосы России определяется по нагрузке в 100 кг/м2;
— для юга России……………50 кг/м2;
— для севера России…………до 190 кг/м2.
(при острой крыше нагрузка от снега не учитывается).
При расчете веса дома необходимо учитывать и предполагаемую в дальнейшем перепланировку помещений, и увеличение этажности дома (если это предусматривается).
Просуммировав все слагаемые, полученную величину следует увеличить в 1,3 раза, обеспечив некоторый запас по несущей способности. Это необходимо для компенсации различных недочетов, которые могут возникнуть при определении веса дома. Эта расчетная величина веса и будет определять расчетное число опор.
Несущая способность опор
Несущая способность опор определяется типом грунта и глубиной заложения фундамента. С учетом того, что столбы фундамента закладываются на глубину промерзания, последний фактор не учитывается. Несущая способность опор определяется исходя из величины расчетного сопротивления грунта (Ro), взятого из табл. 4…8 для влажных грунтов (табл. 19).
Таблица 19. Несущая способность одной опоры
В таблице 19 приведена несущая способность одного фундаментного столба, созданного по технологии ТИСЭ. Она определена исходя из прочности влажного грунта и диаметра его опорной поверхности.
Величина несущей способности грунтов в таблице дана для глубины около 1,5 м. У поверхности она почти в 1,5 раза ниже.
Приведенные в таблице данные по несущей способности опоры не учитывают её увеличение за счет создания вокруг расширенной части опоры массива грунтобетона, возникающего после просачивания в поры грунта цементного молока (рис. 127). Просачивание цементного молока сквозь структуру грунта происходит за счет гидростатического давления, создаваемого бетонной смесью.
Рис. 127. Ореол грунтобетона вокруг опорной части фундаментного столба: 1 — опора; 2 — грунтобетон; 3 — граница промерзания; 4 — уплотненный грунт
Если грунтовой воды в скважине нет, то внедрение цементного молока в толщу грунта может происходить более чем на 6 см. В этом случае опора увеличит свою не–сущую способность почти–в 1,5 раза. При создании опор в песчаном грунте проникновение цементного молока может произойти более чем на 10 см, при этом несущая способность опоры увеличится почти в 2 раза (подбирая состав бетонной смеси, следует увеличить относительное содержание цемента и воды на 20%). Еще раз напоминаем, что в таблице 19 это увеличение несущей способности опор не учитывается.
При наличии в скважине воды увеличение несущей способности опор произойдет в незначительной степени.
Сказочные возможности опор ТИСЭ
Замеры на строительной площадке, проводимые в процессе возведения двухэтажного каменного дома, показали, что на суглинистом грунте при высоком уровне грунтовых вод опоры фундамента с диаметром расширения 0,6 м от нагрузки в 6 тонн просели всего на 7…8 мм.
При такой высокой несущей способности даже две опоры, выполненные по технологии ТИСЭ, способны выдержать вес небольшого дома (рис. 128).
Рис. 128. Две опоры ТИСЭ способны выдержать вес небольшого дома
Разбивки фундаментных опор
Для нахождения среднего шага опор сначала следует определить потребное их количество. Для этого расчетный вес дома делится на несущую способность одной опоры.
Распределяя опоры по периметру фундамента, следует учитывать, что под внутренней несущей стеной, загруженной балками (плитами) перекрытий с двух сторон, шаг столбов следует уменьшить на 10…15% по сравнению с шагом опор под внешними стенами.
Шаг фундаментных столбов при возведении каменных стен по технологии ТИСЭ не следует делать больше чем 2…3 м. Это позволяет обойтись небольшим поперечным сечением ленты–ростверка. Столбы по внешнему периметру фундамента располагают, как правило, по его углам и на пересечении с внутренними стенами дома. Тем не менее, это не обязательно.
Пример
Выполним разбивку фундаментных опор для двухэтажного дома 7x8 метров с внутренней силовой стеной и с пологой крышей.
Рассмотрим два варианта перекрытий — на деревянных балках и с бетонными пустотными плитами. Перекрытия утеплены минватой. Внешние стены возведены с использованием опалубки ТИСЭ-3 и имеют внутреннюю засыпную теплоизоляцию (трехслойная стена). Внутренняя стена возведена с опалубкой ТИСЭ-2.
Строительство выполняется на суглинистой почве с высоким уровнем грунтовых вод (несущая способность грунта принимается 3,5 кг/см2).
Исходные данные:
Площадь кровли…………………………………………72 м2
Площадь чердачного перекрытия………………………50 м2
Общая площадь перекрытия первого
и второго этажа составляет………………………………100 м2
Площадь внешних стен (400 кг/м2)……………………..160 м2
Площадь внутренних силовых стен (270 кг/м2)………..50 м2
Общий периметр фундамента (по оси опор)……………35 м2
Весовой расчет
Вес кровли из мягкого гофрированного листа (25 кг/м2)………1,8 т
Вес чердачного перекрытия дерево/бетон (150/350 кг/м2)…….7,5/17,5 т
Вес перекрытий 1 и 2 этажа дерево / бетон (200/400 кг/м2)…….20/40 т
Вес внешних стен (400 кг/м2)………………………………………64 т
Вес внутренних стен (270 кг/м2)………………………………….13,5 т
Вес фундамента (ростверк и столбы — 450 кг/пог. м)…………16 т
Вес полезной нагрузки (люди, оборудование, мебель…)……….26 т
Вес снегового покрова (100 кг/м2)………………………………..7 т
Общий вес дома……………………………………………………156/186 т
Расчетная нагрузка на опоры фундамента должна быть больше максимального веса дома на 30%. Поэтому общий вес дома умножим на 1,3. Расчетный вес для дома:
— с деревянными перекрытиями…….200 т
— с бетонными перекрытиями……….242 т
