Что такое проектирование ленточного фундамента, как осуществляется?

До начала разметки участка под основание необходимо разработать проект и определить принципиально значимые технические показатели.

Прикладные расчеты ведутся на основе сведений о геологии и геодезии земельного участка, а также суммарных нагрузок на несущую конструкцию.

Об этапах проектирования ленточного фундамента расскажем в статье.

Нормативное регулирование и особенности составления проекта

Расчетом основания под конкретное сооружение и условий на застраиваемой территории занимается инженер-конструктор. В задачи проектирования входит исключение рисков, связанных с деформацией и разрушением фундамента и здания.

В СП 50-101-2004 подробно описаны требования к проектированию и устройству фундаментов, даны отсылки к смежным актам.

Для анализа несущей способности участка необходимо собрать сведения о его геологии, сейсмической активности района, знать конструктивные особенности постройки и условия ее эксплуатации.

Проводят сравнение технико-экономических показателей возможных инженерных решений с целью выбора наиболее рационального и надежного варианта строительства. Должны быть предусмотрены мероприятия, которые обеспечат стойкость и прочность конструкции в процессе возведения и службы.

Проект составляют с учетом ответственности конструкции, описанным в ГОСТ 27751:

1. I степень ответственности – хранилища нефтепродуктов, производственные сооружения с масштабными пролетами, уникальные дома.
2. II степень – дома жилого и общественного назначения, сельскохозяйственные постройки.
3. III степень – постройки временного характера (летние навесы, беседки, павильоны, складские сооружения.

Перед строительством составляется техническое задание с исходными данными, разрабатываются чертежи вариантов основания, их разрезы и схемы расположения на плане. Эти сведения необходимы для обоснования строительных и монтажных работ. К проекту прилагают соответствующую нормативную документацию.

Методы расчета технологических размеров ленты

На этапе проектирования рассчитывают глубину заложения основания, высоту и ширину ленты. Технологические размеры обуславливаются несущей способностью земли. В результате геологического исследование узнают линию промерзания, склонность к пучению, уровень подземных вод.

Для неустойчивых грунтов выбирают заглубленный тип фундамента, который заливается в траншею ниже линии промерзания на 0,4 – 0,6 м. Для легковесных построек таких, как баня или каркасный дом, траншею для ленты можно рыть глубиной всего до 0,5 м.

Прочная, однородная по составу почва с низким содержанием глины и влаги устойчива к нагрузкам, поэтому глубина ленты может составлять менее 0,5 м. Связь между геологическими характеристиками участка и глубиной ленты отражена в таблице ниже:

Граница промерзания, м		Глубина ленты, м
Средняя степень пучения	Мало подвержены пучению
От 2,5	—	1,5
1,5 – 2,5	более 3,0	1,0
1,0 – 1,5	2,0 – 3,0	0,8
до 1,0	до 2,0	0,5

Для расчета глубины железобетонного фундамента нужно уровень промерзания почвы умножить на поправочный коэффициент, который связан с тепловым режимом сооружения (можно полагаться на свод правил по строительству и проектированию СП 50-101-2004). Значение ширины подошвы основания (D) принимается равным или больше толщины несущих стен сооружения.

Прикладной метод расчета показателя D ведется по формуле D = (q/R), где:

• q – сводная нагрузка на железобетонную ленту, которая учитывает массу конструкции, полезную нагрузку, вес оборудования, которое будет находится в здании;
• R – сопротивление участка.

Понятие несущей способности участка

Характеристика, отражающая устойчивость земли к вертикальны нагрузкам, измеряется в (кг/см2) или (т/м2). Чем ниже этот показатель, тем мощнее выбирается основание под сооружение.

К факторам, оказывающим влияние на несущую способность участка, относятся:

• тип грунта;
• насыщенность влагой;
• уплотненность почвенных масс.

При проектировании сооружений I и II степени ответственности, чтобы узнать геологию места, нужно обратиться в организацию, которая специализируется на геологических изысканиях.

При проектировании сооружений III степени ответственности, определить тип грунта можно самостоятельно. Для этого роют скважину глубиной до 2 м, чтобы найти линию грунтовых вод и состав земли.

Изменение сопротивления почвенных масс в зависимости от типа грунта отражено в таблице:

Грунт	Характеристика		Сопротивление R, кг/см2
Гравий	обломочный пластинчатый		4,0
	песчаный заполнитель		5,0
Щебень, галька	обломочный пластинчатый		4,5
	песчаный заполнитель		6,0
Пески			плотные	средней плотности
	крупные		4,5	3,5
	средней плотности		3,5	2,5
	мелкие	мало увлажненные	3,0	2,0
		влажные	2,5	1,5
	пылеватые	мало увлажненные	2,5	2,0
		влажные	2,0	1,5

Метод прикладного расчета несущей способности участка сводится к следующим этапам:

1. Находят массу сооружения методом умножения конструктивных элементов на удельный вес строительного материала.
2. Определяют нагрузку снега методом умножения площади кровли на нормативный вес (м2) снежного покрова.
3. Находят эксплуатационные нагрузки из расчета 100 кг на квадратный метр каждого перекрытия.
4. Рассчитывают вес основания, умножая объем ленты на удельный вес 1 м3 железобетона.
5. Суммируют полученные результаты и умножают на коэффициент надежности, равный 1,2.
6. Вычисляют опорную площадь основания умножением ширины на длину.
7. Определяют общее давление конструкции на единицу площади грунта, разделив суммарное значение из пункта (5) на опорную площадь (6).

Проектный анализ сводится к сравнению расчетной нагрузки возводимого сооружения с учетом фундамента с нормативным сопротивлением грунта. Если фактическая нагрузка превышает допустимое значение, то увеличивают площадь опоры и повторяют расчет.

Основные сведения о мелкозаглубленных ЛФ

Мелкозаглубленные ленты закладываются выше линии промерзания на уровне 0,7 м от поверхности земли. Конструкционное решение подходит для возведения сооружений на грунте, склонному к пучению при низких температурах окружающей среды.

Несмотря на стойкость и жесткость фундамента под весом здания, не глубокое заглубление позволяет всей конструкции равномерно двигаться вместе с почвенными массами. При правильном расчете фундамент исключается риск разрушения из-за колебаний.

Представленный тип основания подходит для возведения низкоэтажных, в том числе жилых, сооружений, из сруба, пенобетона, облегченной кирпичной кладки, каркасно-щитовых построек. При этом увеличение ширины ленты позволяет строить более тяжелые дома с мансардой.

Рекомендации по выбору ширины фундамента для различных сооружений по типу грунту показаны в таблице ниже:

Тип грунта	Ширина мелкозаглубленной ленты, м
	сооружения II и III уровня ответственности, нагрузка до 20 кН/м2	многоэтажные коттеджи, нагрузка 50 кН/м2	многоэтажные сооружения, нагрузка 70 кН/м2
Каменистый	0,25	0,30	0,50
Суглинок	0,32	0,35	0,60
Супесь, плотная глина	0,40	0,65	требуется другой тип фундамента
Мягкий песок, илистый грунт	0,65	0,85

Последовательность проектных работ

Проектирование ленточного фундамента сводится к решению ряда задач:

1. Геологический анализ участка с целью определения типа грунта, линии промерзания, уровня подземных вод.
2. Определение сопротивления почвы.
3. Расчет технологических размеров основания.
4. Нахождение суммарных нагрузок возводимой конструкции.
5. Сравнение нормативного сопротивления грунта с нагрузкой сооружения, включая фундамент.
6. Выбор экономически целесообразного инженерного решения для строительства.
7. Определение армирования.
8. Проектирование дренажной системы.

Определившись с размерами железобетонного основания, делают его чертеж, подробно разрабатывая ключевые узлы и конструктивные особенности. Собранные сведения позволяют достоверно рассчитать количество строительного материала и составить технологическую карту монтажа.

Заключение

Работа над проектом по возведению ЛФ начинается с анализа условий: определения геологии участка и способности грунта к сопротивлению. Прикладной расчет конструкционных элементов позволяет узнать фактическое давление, которое будет оказывать сооружение на участок.

Инженерам предстоит методом последовательных вычислений выбрать параметры железобетонной ленты относительно несущей способности застраиваемого участка. Грамотно составленный проект и соблюдение его технологических этапов предполагает долгий срок службы и необходимую жесткость основания.