Монолітні і збірні фундаменти стрічкового типу є найбільш поширеними в малоповерховому будівництві. Це пояснюється оптимальним співвідношенням надійності, несучої здатності і фінансових витрат на будівництво.

Від чого залежить оптимальна ширина стрічки

Розміри поперечного перерізу стрічкового фундаменту визначаються проектним розрахунком і залежать від таких факторів як:

• тип ґрунту на ділянці забудови;
• глибина промерзання грунту;
• рівень залягання ґрунтових вод;
• розрахункова вага будівлі з урахуванням снігового покриву;
• вітрові навантаження на стіни та покрівлю;
• матеріал, з якого буде зводитися основу.

Для збору вихідних даних доводиться використовувати довідкову літературу, проводити гідрогеологічні вишукування на ділянці.

Нормативні документи

Ширина стрічкового фундаменту, насамперед, прив’язана до несучої здатності грунту. Для щільної стійкої грунту досить додати по 70-100 мм з кожної сторони від товщини стіни для отримання оптимальної ширини стрічки. А ось при нещільному і пухкому грунті її необхідно значно збільшувати — в деяких випадках вона може досягати 900 мм.

Щоб уникнути великої витрати бетону чи кам’яних матеріалів, застосовують складові конструкції з широкою бетонної опори внизу і верхній частині стрічки, ширина якої залежить від товщини стін. Основна проблема широких стрічкових фундаментів полягає у неможливості їх застосування на рухомих пучинистих грунтах і при високому рівні ґрунтових вод.

Нормативних документів, які слід використовувати при виконанні розрахунків, три:

• СНиП 2.01.07-85 – Навантаження і впливи;
• СНиП 2.02.01-83 – Підстави будівель і споруд;
• СП 131.13330.2012 – Будівельна кліматологія.

У першому викладена методика розрахунку фундаменту. У другому наведені стандартні вимоги до фундаментних конструкцій. У третьому вказана глибина промерзання ґрунту за кліматичними зонами для більшості великих населених пунктів.

Отримати дані про глибину залягання грунтових вод, визначити тип і структуру грунту можна тільки на підставі гідрогеологічних вишукувань на ділянці. Їх проводять спеціалізовані організації, проводячи пробне буріння на глибину нижче точки промерзання. Послуга ця не дешева, але скористатися нею потрібно, оскільки на надійності і безпеки не економлять.

Мінімальна ширина

Методика розрахунку розмірів перерізу стрічки визначає не конкретне числове значення ширини, а величину, менше якої вона бути не повинна. Реальна основа зазвичай на 10-20% більше, а мінімальна ширина стрічкового фундаменту потрібна для визначення оптимального значення ширини та зниження витрат на будівництво.

Іноді, при щільному стійкому грунті та отриманні в розрахунках мінімальної ширини фундаменту 200-250 мм, застосовують компромісний варіант. Будують нижню частину вузькою, а верхні 300-400 мм визначають товщиною стін. Такий спосіб можна часто побачити при будівництві легких лазень, веранд та господарських споруд.

Максимальна ширина

У зазначених вище нормативних документах поняття максимальної ширини фундаментної стрічки відсутня. Проектний розрахунок ширини стрічкового фундаменту має бути спрямований на зворотне – визначення оптимальних розмірів з метою зниження фінансових витрат.

Однак є один важливий нюанс, який слід врахувати при будівництві будівель з облаштуванням підвалу. У цих випадках обмеження максимальної ширини фундаменту існує. Воно пов’язане з ваговим тиском на грунт і залежить від довжини кожної окремої стіни, а також матеріалу, з якого вона зроблена.

Для стін довжиною до 3 метрів фундаментна підошва повинна бути не більше:

• бетонний моноліт – 400 мм;
• бетонні фундаментні блоки – 500 мм;
• бутобетон – 600 мм;
• цегла повнотіла – 750 мм;
• бутовий камінь – 800 мм.

Якщо стіни завдовжки понад 3 метри, то максимально допустима ширина становить:

• залізобетонний моноліт – 500 мм;
• бетонні фундаментні блоки – 600 мм;
• бутобетон – 800 мм;
• цегла повнотіла – 900 мм;
• бутовий камінь – 1000 мм.

Ці дані не є нормативною вимогою і взяті з практичних спостережень будівельників. Тому їх слід враховувати при розрахунках, але не приймати за безумовні.

Які дані потрібні для розрахунку

Крім кліматологічних показників регіону, гідрогеологічної структури ґрунту і визначення матеріалу фундаментних стін, для розробки проекту потрібно визначити повний вага споруди, несучу здатність грунту і довжину стін.

Визначення навантаження від будівлі

Вагова навантаження на стрічковий фундамент визначається за простою формулою:

М+П+З+В, де:

• М – мертва маса будівлі, що включає вага всіх будівельних конструкцій і елементів, у тому числі фундаменту;
• П – корисне навантаження або вага всього, що буде знаходитися усередині будівлі і створювати тиск на перекриття;
• З – максимально можлива маса снігового покриву взимку і на початку танення;
• В – вітрове тиск на стіни та покрівлю.

Отриманий розрахунковий результат слід помножити на коефіцієнт 1,2-1,25, забезпечуючи 20-25% запасу міцності конструкції стрічкового фундаменту.

Несуча здатність або опір грунту

Цей показник наводиться в нормативній літературі і визначається ГОСТ 25100-95 «Класифікація ґрунтів». Для найбільш поширених типів ґрунтів він складає (кг/см2):

• суглинок – 1,5-2,8;
• глина суха щільна – 1,6-3,0;
• пісок дрібнозернистий – 2,2-3,4;
• середньозернистий – 2,5-3,6;
• супісок – 2,6-3,6;
• пісок великих фракцій – 3,6-4,6;
• гравій, щебінь, галька – 5,1-6,5.

На показник опору ваговим навантаженням також впливає вологість, плинність і пористість ґрунту, які доводиться враховувати при підготовці розрахункових даних.

Приклад розрахунку ширини підошви під стрічковий фундамент

Визначення розміру опорної фундаментної підошви проводиться за формулою:

Ширина = маса будівлі : довжина стін : опір грунту

Припустімо, що початкові розрахунки при зборі даних показали:

• будинок з газобетонних блоків з урахуванням корисною, снігового і вітрового навантаження створює вагове тиск 165800 кгс;
• загальна довжина фундаментної стрічки в будинку 10 х 8 метрів з однією поперечною перемичкою становить 44 метри або 4400 см;
• грунт – суха щільна глина з несучою здатністю 1,9 кг/см2.

На підставі цих показників виконуємо розрахунок ширини стрічки для будинку з газобетону:

165800 : 4400 : 2,1 = 19,83 см, округляємо до 20 см

Виходить, мінімальна ширина стрічки може бути дорівнює 20 див. Однак, товщина газобетонних блоків 300 мм і фундамент повинен виступати за краї стіни як мінімум на 5 див. Отже, оптимальна ширина підошви буде дорівнює 400 мм, що забезпечить подвійний запас міцності конструкції. До речі, повний прорахунок стрічкового підстави представлений тут, а питання оптимальної глибини закладення стрічки розглянутий тут.

Усереднені значення ширини стрічки для різних типів будівель

Як показують результати експлуатації будівлі, середня ширина монолітного стрічкового фундаменту, залежно від типу ґрунту і розмірів споруди, становить:

Лазні, веранди, гаражі, сараї та інші легкі господарські будівлі:

• на щільному ґрунті і глині – 250 мм;
• суглинки – 300 мм;
• пісок і супіски – 350 мм;
• пухкий пісок, насипні грунти – 450 мм.

Ширина стрічки фундаменту для одноповерхового будинку з газобетону і легких каркасних будівель:

• щільний грунт і суха глина – 300 мм;
• суглинки – 350 мм;
• крупно – і середньозернистий пісок і супіски – 400 мм;
• пухкий пісок, погано ущільнений насипний грунт – 450 мм.

Під цегляний будинок висотою до двох поверхів:

• щільні типи ґрунту – 500 мм;
• супіски і злежані піски – 600 мм.

Для будівництва важких будинків на пухких, рухливих і нестійких грунтах від стрічкового підстави краще відмовитися і підібрати інший тип підстави. Однак, спочатку зверніться за консультацією до досвідченого фахівця. Не виключається, що у ваших розрахунках є помилка.