Плитный фундамент — расчёт и возведение своими руками.

Плитный фундамент представляет собой сплошную железобетонную конструкцию, размещаемую под всей площадью здания и равномерно воспринимающей все возможные весовые нагрузки. Стандартная схема включает дренаж из утрамбованного песка и щебня, плиту из качественного раствора с объемным армированием и гидроизоляцию, в особо сложных условиях основание утепляют. Главным требованием технологии заложения является выбор правильной толщины этих слоев, точное значение определяет расчет. Исходными данными служат параметры грунта, тип и вес постройки, в ходе вычислений важно соблюдать все нормы проектных стандартов.

Габариты плиты основания

Оглавление:

  1. От чего зависит толщина основы?
  2. Пример расчета фундамента
  3. Что нужно учесть?

Факторы, влияющие на толщину плитного фундамента

Этот тип основания относится к «плавающим», т.е. способным воспринимать и равномерно перераспределять нагрузки. В частных постройках толщина варьируется от 15 до 35 см, изменение в меньшую сторону не допускается по причине риска раскола плиты под воздействием собственного веса здания, в большую – из-за экономической нецелесообразности, увеличения общей массы и потери подвижности. Главным критерием влияния служит тяжесть конструкций, при использовании кирпича или плотных стройматериалов высота плитного фундамента возрастает на 5-10 см в сравнении с домами с газобетонными или каркасными стенами.

Вторым учитываемым фактором идут размеры будущей постройки. Следует помнить, что все фундаменты выдерживают не только нагрузку на сжатие, но и на изгиб, экстремум приходит на середину. Чем больше длина наружных стен, тем выше риск раскалывания монолитной плиты. Частично эта проблема решается увеличением числа внутренних перегородок с несущими способностями, но для полного исключения риска приходится наращивать толщину самого фундамента. Как следствие, при строительстве на узких участках составление проекта и выбор основания лучше доверить специалистам.

Помимо веса и типа здания при расчете фундаментной плиты (в том числе для проверки ее целесообразности) учитываются особенности грунта: глубина промерзания, несущие способности, однородность и уровень подземных вод. При высокой плотности слоев подбирается мелкозаглубленный вариант, в этом случае для его заложения достаточно вынуть около 50-70 см земли, единственным недостатком такого исполнения является отсутствие подвала. На неустойчивых грунтах фундаментная плита размещается ниже глубины промерзания на 60 см, тогда увеличивается вес постройки и на конструкцию действуют повышенные нагрузки.

Интенсивность влияния подземных вод учитывается при подборе марки бетона, материалов гидроизоляции и толщины дренажной подушки, при значительных рисках подтапливания целесообразно выбрать другой тип основания или провести его утепление влагостойкими материалами.

Последовательность и пример расчета

В ходе вычислений придерживаются следующей схемы:

1. Проводится анализ геологического состояния участка, в зависимости от его типа из таблиц выбирается величина оптимального удельного давления на грунт для плитных фундаментов. Также на этом этапе определяется требуемая глубина заложения основания. При строительстве на супесях и твердых глинах стоит провести сравнение с другими типами, воздействие морозного пучения на них будет максимальным, что приводит к необходимости значительного увеличения толщины плиты.

Схема монолитной плиты

2. Рассчитываются все весовые нагрузки. Удельный вес любого стройматериала несложно найти в таблицах, исходя из размеров стен, кровли и перекрытий находится масса самого здания. К полученному значению прибавляется средняя нагрузка снежного покрова, выбираемая согласно региону проживания и углу наклона кровли (на скатных крышах свыше 60° она принимается равной нулю). Также обязательно учитывается эксплуатационная (полезная) нагрузка, в среднем для цокольных и межэтажных перекрытий она составляет 210 кг/см2, жилых чердаков – 105. Этот показатель рассчитывают для каждого этажа, по окончании они все суммируются.

3. Определяется площадь монолитной плиты (длина дома умножается на ширину) и величина удельной нагрузки на 1 м2 грунта (общие весовые делятся на полученное значение).

4. Находится оптимальный объем фундамента (путем деления на средний удельный вес армированного бетона – 2500 кг/м3) и его предварительная толщина. Показатель округляют до 5 см в ближайшую сторону.

5. Далее расчет плитного фундамента повторяют с учетом полученного веса основания, его прибавляют к общим весовым нагрузкам. Величину удельного давления на грунт (п.3 выше) сравнивают с оптимальным для данного участка, его допустимое отклонение – ±25 %.

6. Исходя из ожидаемых нагрузок находится марка бетона для заливки, с учетом толщины составляется схема армирования: подбираются диаметр прутьев и частота их расположения.

Армирование фундамента

При отклонении расчетной толщины такой плиты от рекомендуемого диапазона (15-35 см) рассматриваются другие типы фундаментов или варианты ее усиления (ребрами жесткости или сваями). Составление проекта в последнем случае безоговорочно доверяется специалистам. В качестве примера представлен простой расчет двухэтажного дома из газобетона D600 8×8 м высотой в 6,5 м, с монолитным ж/б межэтажном и деревянным чердачном перекрытиях, кровлей из металлочерепицы при строительстве на пластичных глинах (оптимальная нагрузка для такого типа – 0,25кг/см2). Тип плиты – мелкое заложение, цокольное перекрытие отсутствует.

При толщине стен в 40 см объем коробки – 166,4 м3, с учетом удельного веса блоков в 180 кг/м3 ее масса равняется 29952 кг. При площади межэтажного перекрытия в 60 м2 оно весит 30000 кг, чердачного в 64 м2 – 9600. Удельный вес кровли – 30 кг/м3, общий согласно данным проекта: 30×84=2520 кг. Величина полезной нагрузки первого, второго этажей и чердака: 64×210+60×210+64×105=32760 кг. Масса снежного покрова для среднего региона РФ принимается равной 100 кг/м2, в данном случае общее значение: 84×100=8400 кг. В сумме весовые нагрузки достигают: 113232 кг.

Удельная нагрузка на 1 м2 грунта – 113232/64=1770кг/м2= 0,177 кг/см2. Разница между оптимальным равняется 0,25-0,177=0,073, требуемая масса монолитной плиты – 46720 кг. Объем – 46720/2500=18,688 м3, толщина – 0,292 м или 30 см, что соответствует норме. Поверка показывает, что при ее весе в 48000 кг и общем здания (113232+48000) =161232 кг, нагрузка на грунт – 0,252 кг/см2. Это отклонение минимальное, все требования соблюдены, расчет необходимой толщины считается завершенным. Далее с помощью онлайн-калькуляторов несложно составить схему армирования, подобрать диаметр продольных и вертикальных прутьев и определить количество стройматериалов.

Чертеж основания дома

Что следует учесть при возведении основания данного типа?

Помимо вышеперечисленных условий плитный фундамент требует соблюдения строительных стандартов, в частности, при выборе марки бетона и арматуры и расчете дренажной системы. Наличие подушки обязательно, этот слой защищает основу от подвижек грунта и влаги. Ее толщина зависит от веса и назначения здания, в идеале проводится ее расчет. Минимум для легких щитовых построек – 15 см, 25 – для гаражей, под дома из кирпича засыпается и уплотняется от 20 см щебня и 25-30 песка. Чем выше риск подтапливания, тем надежнее нужна дренажная система, при необходимости по периметру закладываются водоотводные трубы.

Пошаговое строительство фундамента

Фундамент-монолитная плита для жилых домов усиливается как минимум двумя продольными сетками арматуры диаметром в пределах 12-16 мм, поддерживаемыми вертикальными прутьями (от 6 мм и выше). Рекомендуемых шаг ячеек – от 20 до 30 мм. Соединения и стыки не свариваются, а обвязываются проволокой диаметром в 0,8-1,2 мм или пластиковыми хомутами. Минимальное отступление от края бетона составляет 5 мм, его нарушение приводит к коррозии и разрушению каркаса. С целью соблюдения этого требования под нижние ряды подкладывают специальные пластиковые стаканчики, сетки размещаются равноудаленно от центра и краев. Обязательным условиям является заливка бетона единым монолитом, с виброуплотнением и обеспечением правильных условий затвердевания.

Особенности применения основания из плит

Плитный фундамент представляет собой монолитную плиту с армированием, уложенную на толстый, от 10 до 30 см, слой песка или щебня. При этом песчаная подушка должна быть хорошо утрамбована. Железобетонные плиты могут быть немного заглублены в почву или находятся на ее поверхности. И в том и в другом случае стандартная толщина основания обычно не превышает 40 см.

Фундаменты из армированных плит обычно обустраиваются на слабых грунтах. Они могут состоять из 1-го или нескольких монолитных элементов, скрепленных друг с другом. Крепление производится при помощи бетонной стяжки. Сплошные фундаменты возводятся, если:

  • отмечается высокое залегание подземных вод;
  • почва в месте постройки отличается пучинистостью, высоким уровнем просадки или подвижностью;
  • осуществляется строительство небольших одноэтажных объектов.

При этом плитные основания не только значительно облегчают процесс строительства, но и придают постройкам высокую прочность и долговечность. Вместе с тем отмечаются такие недостатки фундаментов данного вида, как высокая себестоимость, трудоемкость, необходимость приобретения большого количества материалов. При учете вышесказанного расчет фундамента из монолитных плит выглядит необходимым и обоснованным мероприятием, за счет которого удастся избежать лишнего расхода финансовых средств.

Как производится расчет оснований плитного типа

Чтобы правильно выполнить расчет, необходимо знать, что представляет собой плитный фундамент. Это слоеный пирог, состоящий из различных строительных материалов. На грунт укладывается тщательно утрамбованная подушка из песка или гравия, затем она покрывается слоем геотекстильного материала, который заливается небольшим количеством бетонного раствора. На бетонную основу укладываются гидроизоляционные материалы. Венчает всю конструкцию непосредственно монолитная плита, основой в которой является сетка из металлической арматуры.

Армирование в фундаментах данного вида — это обязательный процесс, обусловливающий надежность и долговечность основания. Производя расчет стройматериалов для возведения здания, нельзя экономить на арматуре, иначе вы рискуете получить результат, далекий от ожидаемого.

Способы расчет арматуры

Расчет необходимого количества арматуры производится на основании исходных данных. При этом по умолчанию считается, что армирование должно иметь 2 равных между собой пояса. Как правило, вначале высчитывается количество материала для 1-го пояса, затем оно умножается на 2.

За основу можно взять следующий пример:

  1. Длина фундамента составляет 10 м, значит, арматура будет проходить по длине около 980 см. Это объясняется тем, что с каждой стороны основания должно остаться около 10 см без армирования. В ином случае прутья арматуры будут торчать из стен.
  2. Ширина основания составляет 5 м, значит, длина арматуры будет равна 480 см.
  3. Общепринятый шаг арматурного каркаса составляет 20 см, что говорит о том, что прутья каждой ячейки должны лежать на расстоянии 20 см друг от друга.

Вышеуказанные данные позволяют произвести расчет необходимого количества прутьев арматуры:

  • 980 см : 20 = 49 прутьев. К указанному числу следует прибавить еще 1 прут, так как при армировании прутья закладываются по всему периметру основания. Каждый прут должен иметь длину, равную высчитанной длине арматуры по ширине дома, — 480 см;
  • 480 см х 50 = 24000 см. Это число указывает, какой должна быть длина всех прутьев для проведения армирования дома согласно планируемой длине основания;
  • 480 см : 20 = 24 прута. Аналогично предыдущему расчету прибавляем к частному еще 1 прут. Каждый из прутьев должен иметь длину, равную 980 см;
  • 980 см х 25 = 24500 см. Такую общую длину должны иметь прутья арматуры для армирования плитного фундамента по его ширине;
  • 24000 см + 24500 см = 48500 см или 485 м. Именно столько материала потребуется для обустройства 1 пояса сетки.

Для того чтобы рассчитать, какое количество металлических прутьев потребуется для обустройства 2-х поясов, необходимо 485 м х 2. Итого для создания арматуры необходимо 970 м прутьев.

После этого можно высчитать, какое количество арматуры необходимо для обустройства вертикальных перемычек между 2-мя поясами. По умолчанию предполагается, что каждая перемычка располагается на расстоянии 20 см друг от друга, при этом расстояние между поясами равно 13 см. Если перемычки будут располагаться в каждом шаге арматуры, их потребуется 50 шт. по длине и 25 шт. по ширине в каждом ряду.

Можно вычислить общее число требуемых перемычек:

50шт. х 25шт. = 1250 шт.

К длине каждой перемычки необходимо прибавить еще 2 см для вязки:

13 см + 2 см = 15 см

Затем можно рассчитать длину требуемых для обустройства перемычек прутьев:

1250 шт. х 15 см = 187500 см или 187,5 м

Необходимо сложить оба показателя:

187,5 м + 970 м = 1157,5 м.

Учитывая, что какое-то количество арматуры расходуется на спил, следует полученное число умножить на 3%:

1157,5 м х 3% = 1192 м

Столько погонных метров металлической арматуры потребуется для армирования плитного фундамента.

Способы расчета бетонного раствора

Расчет бетона, требуемого для обустройства плитного основания, необходимо производить в его массе или объеме. Чтобы залить основание с размерами 10 м х 5 м, потребуется:

10 м х 5 м х 0,3 м = 15 м3 бетонного раствора (0,3 м — это высота выполненной из бетонной смеси отливной части фундамента).

На основании этих расчетов можно узнать, сколько необходимо бетона в кг:

Средняя плотность бетонной смеси, применяемой для заливки фундаментов, составляет около 2500 кг на 1 м3 — 15 м3 х 2500 кг = 37500 кг

Таким образом, для заливки основания плитного фундамента с указанными размерами потребуется 37500 кг бетонного раствора. Но необходимо учитывать, что, как правило, потери при работе с бетонной смесью достаточно велики, поэтому следует приобретать материал с запасом не менее 3-4%.

Правила расчета на прочность

Часто при расчете фундаментов данного вида используется еще один метод, называемый методом расчета на прочность. За основу в расчете берется способность основания удержать массу строения. Начинать такой расчет необходимо с установки сопротивления грунта в месте строительства. То есть следует выяснить, какую массу способен выдержать 1 м2 почвы, не дав при этом просадки. Так, например, обычный крупнозернистый песок имеет показатель сопротивления в 4 кг.

Когда уровень сопротивления почвы установлен, высчитывается масса будущей постройки, включая и вес самого основания. Затем необходимо рассчитать площадь фундамента и количество килограммов, приходящихся на каждый его см2. Затем производится сравнение максимально допустимой строительными нормами и высчитанной массы. Основание считается пригодным, если давление постройки на точку опоры меньше показателя сопротивления почвы. Если давление постройки выше, необходимо уменьшить ее массу.

Правильный расчет монолитной плиты позволит оснастить загородный дом качественным фундаментом. Большие финансовые и физические затраты с лихвой окупятся долгим сроком службы и надежностью основания.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.