СП 22.13330.2016 ГОСТ 25100 II ПС Отдельные опоры

Расчёт столбчатого фундамента на естественном основании

Подбор сечения подошвы каждого столба, проверка несущей способности грунта и осадки — по СП 22.13330. Подходит для лёгких каркасных и бревенчатых домов, террас, бань, беседок.

Перейти к расчёту Посмотреть пример

Когда применяют столбчатый фундамент

Отдельные железобетонные опоры под точками концентрации нагрузок (углы дома, пересечения стен, под колонны) выгоднее ленточного при лёгких домах и устойчивых грунтах. Объём бетона и арматуры — в 2–4 раза меньше, чем у ленты.

Размер подошвы

a × b, м

Подбирается из условия p ≤ R под каждым столбом отдельно.

Шаг столбов

L, м

Определяет, какая часть нагрузки от стены приходится на один столб.

Осадка

s, см

Метод послойного суммирования (приложение В СП 22.13330).

Глубина заложения

d, м

Ниже расчётной глубины промерзания (СП 22.13330, табл. 5.3).

Формулы (СП 22.13330.2016)

1. Расчётное сопротивление грунта R

Та же формула 5.7, что и для ленты, но k_z = 1 (при b ≤ 10 м), а b — меньшая сторона прямоугольной подошвы:

R = (γ_c1 · γ_c2 / k) · [ M_γ · b · γ_II + M_q · d₁ · γ′_II + M_c · c_II ]

2. Среднее давление p под подошвой столба

p = (N₀^II + G_фунд) / A ≤ R

где N₀^II — нагрузка на столб (доля от общей нагрузки на дом, приходящаяся на узел); G_фунд — вес самого столба и обратной засыпки над уступом; A = a · b — площадь подошвы.

3. Распределение нагрузки на столб

N₀^II = q_стены · L_гр + q_{перекрытия} · A_гр

L_гр — грузовая длина стены, опирающейся на столб (половина расстояния до соседних столбов с обеих сторон); A_гр — грузовая площадь перекрытия, приходящаяся на узел.

4. Осадка

Метод послойного суммирования (СП 22.13330, приложение В):

s = β · ∑ ( σ_zp,i · h_i / E_i )

Для столбчатой опоры σ_zp рассчитывается по решению Буссинеска для прямоугольной площадки.

5. Условие пригодности

p ≤ R и s ≤ s_u

Кроме того, разность осадок соседних столбов не должна превышать предельной по приложению Г (для каркасных деревянных домов — 0,008 от шага столбов).

Пример расчёта

Каркасный дом 6×8 м. Шаг столбов — 2 м (всего 16 столбов по периметру и под несущими стенами). Грунт основания — песок средней крупности, средней плотности, γ_II = 19 кН/м³, φ_II = 33°, c_II = 1 кПа, E = 28 МПа. Глубина заложения d = 1,5 м. Полная нагрузка на дом (стены, перекрытия, крыша, снег, эксплуатация) — 720 кН.

Шаг 1. Нагрузка на один столб

N₀^II = 720 / 16 = 45 кН

Шаг 2. Принимаем подошву 0,4 × 0,4 м, считаем R

Для φ = 33°: M_γ = 1,55; M_q = 7,21; M_c = 9,21. Коэффициенты γ_c1 = 1,4; γ_c2 = 1,2; k = 1,1.

R = (1,4 · 1,2 / 1,1) · [1,55 · 0,4 · 19 + 7,21 · 1,5 · 18 + 9,21 · 1] ≈ 1,527 · [11,78 + 194,67 + 9,21] ≈ 328,7 кПа

Шаг 3. Среднее давление p

Площадь подошвы A = 0,4 · 0,4 = 0,16 м². Вес столба ≈ 0,16 · 1,5 · 25 ≈ 6 кН.

p = (45 + 6) / 0,16 ≈ 319 кПа

Проверка	Значение
p	319 кПа
R	328,7 кПа
Запас (R − p) / R	≈ 3,0 %

Условие p ≤ R выполнено впритык. Для надёжности увеличим до 0,5 × 0,5 м.

Шаг 4. Пересчёт при подошве 0,5 × 0,5 м

R ≈ 332 кПа
p = (45 + 9,4) / 0,25 ≈ 218 кПа
Запас (R − p) / R ≈ 34 % — хороший резерв.

Шаг 5. Осадка

Дополнительное напряжение p₀ ≈ 218 − 19·1,5 ≈ 189,5 кПа. По решению Буссинеска зона концентрации напряжений под точечной опорой быстро затухает (на глубине 2 м σ_zp ≈ 0,1 · p₀). Послойным суммированием при E = 28 МПа:

s ≈ 0,8 · (45 · 0,5 / 28 000) · ... ≈ 0,8 см

Предельная осадка для каркасного дома s_u = 15 см. Условие выполнено с большим запасом.

Итог: столбчатый фундамент 0,5 × 0,5 м с шагом 2 м, заглублением 1,5 м подходит для каркасного дома 6×8 м на песке средней крупности. Полный расчёт со схемой расположения столбов, армированием и спецификацией — в калькуляторе.