Структура монолитной плиты для фундамента
Простая конструкция плитного фундамента, позволяет без привлечения высококвалифицированных специалистов выполнить монтаж такого основания. Однако, потребует значительно затратить трудовые силы, поскольку объем работ внушительный, начиная от копки котлована для заглубления, до вязки арматуры и заливки плиты.
Классическая конструкция полного ж/б фундамента выглядит следующим образом :
структура плитного фундамента
Основными элементами является:
Вязанная арматурная сетка. Монтируется от одного до нескольких слоев в одном горизонте, зачастую не менее двух слоев. Для армирования используется материал от 10 до 16 мм, наиболее востребована арматура диаметром 12 мм. Рассчитывается объем и диаметр арматуры исходя из запланированных размеров плиты: толщины и периметра. Армированную сетку можно монтировать самостоятельно, на месте, из закупленных прутов, или приобрести уже готовую, сварную.
армированная сетка фундамента
Бетонная смесь. В состав бетонной смеси входит гравий, песок и пластификаторы, которые придают раствору прочности и вязкости. Цемент следует использовать марки не менее М250. Мраку М300 можно использовать для строительства более высоких зданий, но не более 4-5 этажей, в зависимости от весовой нагрузки. Более прочные марки, например М400, уже применяются для многоэтажной застройки.
Вся конструкция устраивается на песчано-гравийной подушке, с гидроизоляцией, а при необходимости и утепляется. После набора прочности, торцевые части ж/б фундамента, так же, покрывают специальной мастикой, если на стадии сборки опалубки не использовались гидроизоляционные рулонные материалы. Быстро и эффективней, выполнить устройство монолита с использованием специальной техники и с привлечением физического труда, только для точечных работ. К таким работам относится выравнивание котлована, армирование, утепление и гидроизоляция. Объемные же работы, такие как копка котлована и заливку плиты, рекомендуется выполнять, используя строительную технику. Так, например, если позволяют средства, заливать плиту целесообразно за один раз, а не мешать раствор в ручную за несколько десятков раз. Таким образом, не создается слоистость в структуре плиты, достигается максимальная цельность.
заливка бетоном армосетки монолитного фундамента
После выполнения всех работ, плита должна набрать прочность и «высохнуть» в теплое время года и в относительно сухом климате, этот процесс занимает до 1 месяца. Лучше всего, что бы свежий фундамент «перезимовал», отстоявшись до 6 месяцев, тогда он успеет осесть, и проявить все свои недостатки, если таковые будут иметь место.
Подробнее про особенности ухода за фундаментом в статье: « Уход за фундаментом после заливки и его гидроизоляция»
Предварительные работы по устройству котлована
Перед началом разработки необходимо выполнить следующие работы:
- определение состава грунтовых пород и их свойств, мощности слоёв и глубины залегания подземных вод. Для этого на участке строительства бурятся контрольные скважины. При небольших габаритных размерах сооружения выкапываются шурфы глубиной до 2-х м;
- изучение характеристик планируемой постройки (габаритов, веса конструктива и величины предполагаемых постоянных и временных нагрузок);
- анализ климатических особенностей района строительства (глубина промерзания грунтов и их сезонные подвижки);
- проведение расчётов по необходимой глубине и габаритным размерам выемки.
На основе полученных данных выполняются необходимые расчёты и подбор оптимальной фундаментной конструкции с составлением технологической карты по разработке котлована. Всё это выполняется специализироваными проектными организациями. Для экономии средств расчёты, после тщательного изучения требований строительных норм и правил, для небольших построек можно выполнить самостоятельно.
Глубина разработки зависит от следующих параметров:
- величины промерзания грунтовых пород, приводятся в табличной форме для всех российских регионов. Рекомендуется найденное значение увеличить на 30-ть см для устройство песчаной или щебёночной подушки;
- горизонта расположения грунтовых вод
- достаточной толщины несущего грунтового пласта.
Если в непосредственной близи находятся другие здания, то разработка выполняется ниже их фундаментов.
Для определения необходимой площади фундаментной подошвы, необходимо сумму постоянной нагрузки от собственного веса здания и временных нагрузок (ветровая, снеговая) разделить на допустимый уровень давления на грунты основания (приведён в различных справочных изданиях).
Габаритные размеры по длине и ширине дна выемки, для удобства ведения работ по устройству фундаментов, должны превышать минимум на 20-ть см размеры фундаментного конструктива с каждой из сторон. От вертикальных стенок ≥ 70-ти см. Размеры по верху выемок принимаются в зависимости от необходимости устройства откосов и их крутизны.
Зависимость габаритов от глубины залегания проявляется в следующем: поперечный профиль котлована имеет форму трапеции, поскольку, по правилам безопасности стенки выемки в грунте должны строиться с откосами. Требования по допустимой крутизне откосов для различных грунтов нормируются строительными нормами и правилами с приведением требуемых значений в табличной форме. В мало заглублённых выемках (≤ 50-ти см) откосы могут не устраиваться. Стены таких полостей выполняются вертикальными.
Объём котлована рассчитывается по следующей формуле:
V = (H / 6) (ab + cd + (a + c) (b+d)),
- где Н – глубина разработки;
- a и b — ширина и длина по дну;
- c и d — ширина и длина поверху.
При разработке механизированными способами нужно учитывать 10-ти см недобор до проектной отметки для исключения нарушения природной грунтовой структуры. Этот слой разрабатывается только вручную.
Необходимое количество грунта для обратной засыпки определяется вычитанием объёма фундаментного конструктива из получившегося общего объёма разработки.
Форма и размеры котлована
Траншеи под ленточный фундамент
Конфигурация котлована зависит от типа выбранного фундамента. Распространенные формы:
- прямоугольный котлован для монолитной плиты;
- квадратные или круглые ямы под столбы или сваи;
- траншеи по периметру и для внутренних стен – под ленточное основание.
Его размер соотносится с габаритами будущего дома. По периметру грунт вынимается из расчета плюс 30-40 см к параметрам здания. Это расстояние потребуется для выполнения работ по утеплению и гидроизоляции основания.
При определении глубины котлована учитывают нескольких факторов:
Тип почвы:
- песок или гравий – не менее 1,1 м;
- супеси – от 1.3 м;
- суглинок и глина – от 1.4 м;
- скалистые плотные породы – 1.8 м.
Глубина заложения фундамента в зависимости от грунта
Уровень залегания грунтовых вод влияет на допустимую глубину устройства фундамента. Конструкция должна находиться на 40-50 см выше залегания водного пласта.
В справочной литературе находят показатель промерзания почвы для конкретного региона. По строительным нормам глубина нахождения подошвы основания должна быть на 30-40 см ниже указанного значения.
При устройстве мелкозаглубленного основания дома действуют другие правила. Заглубление осуществляется на 40-70 см.
При подсчете параметров котлована используют данные, указанные в чертеже постройки.
Типы ленточного основания
На первом этапе строительства возводится ленточный фундамент. Под него выкапывается траншея, по ее дну укладывается слой песка. Поверх подушки монтируется гидроизоляция и только после этого можно приступать к обустройству самого основания. Ленточный фундамент может быть двух типов:
- Монолитный, то есть изготовленный из бетонного раствора;
- Сборный то есть собранный из железобетонных изделий.
Второй вариант используется не так часто, поскольку требует привлечения спецтехники. Также фундамент можно разделить по типу заглубления:
- Мелкозаглубленный – такие конструкции подходят для строений в один этаж или легких коттеджей (каркасных, брусовых, пеноблочных). Глубина залегания в этом случае составляет 0,5-0,7 метра. Важным также является показатель по кислотности почв, он должен быть низким или средним.
- Заглубленный – основание этого типа применяются для возведения домов большой этажности или при использовании тяжелых материалов, например, при строительстве монолитных коттеджей. В этом случае фундамент уходит вглубь на 0,2-0,3 м ниже уровня промерзания почвы.
Особенности устройства котлована
Рытье котлована экскаватором
Немногим известно, что особенностью вырытого грунта является увеличение на 30-40% процентов своего объема. В этой связи при рытье котлована экскаватором следует организовать бесперебойную работу по вывозу излишков грунта, а также оставить определенную часть для присыпки возведенного фундамента.
Что касается формы и размеров котлована, то эти показатели находятся в прямой зависимости от вида выбранного основания. Так, в случае изготовления плитного фундамента следует обустраивать выемку, четкой прямоугольной формы. При выполнении основания по ленточной технологии необходимо сооружать котлован в форме траншеи, а в варианте возведения столбчатого фундамента в виде шурфов или скважин.
Глубина
Высота будущего котлована высчитывается на основе двух важных качественных показателей грунта: уровень промерзания и граница грунтовых вод. Важным моментом при обустройстве основания является расположение фундамента на 40-50 см ниже выявленного рубежа промерзания почвы.
Граница грунтовых вод должна находиться на расстоянии не менее 50 см от обустраиваемого основания. В противном случае понадобиться выполнять дополнительные работы по установке гидроизоляции фундамента и дренажной системы для отвода излишек воды, что существенно усложнит строительство и увеличит затраты.
Размеры сторон
При рытье котлована важно учитывать, что его длина и ширина зависят от размеров будущего строения и глубины обустраиваемого фундамента. С габаритами постройки все просто – длина и ширина основания должны превышать заявленные параметры возводимого сооружения на 40-50 см, по 20-25 см с каждой из сторон. Это расстояние необходимо для последующего размещения облицовочного слоя, который также должен иметь опору, а не находиться в подвешенном состоянии
Это расстояние необходимо для последующего размещения облицовочного слоя, который также должен иметь опору, а не находиться в подвешенном состоянии.
В соответствии с правилами техники безопасности необходимо обратить внимание на изготовление котлована в форме перевернутой трапеции, откосы которой будут впоследствии предохранять от непреднамеренного осыпания или сползания грунта. Нижней точкой откоса котлована принято считать увеличенное на 40-50 см основание, а для расчета верхней необходимо в обратную сторону от дома на нулевом уровне грунта отмерить отрезок, равный глубине размещения фундамента. В конечном итоге должен получиться равнобедренный треугольник с двумя внутренними углами по 45º
В конечном итоге должен получиться равнобедренный треугольник с двумя внутренними углами по 45º
Нижней точкой откоса котлована принято считать увеличенное на 40-50 см основание, а для расчета верхней необходимо в обратную сторону от дома на нулевом уровне грунта отмерить отрезок, равный глубине размещения фундамента. В конечном итоге должен получиться равнобедренный треугольник с двумя внутренними углами по 45º.
Типы и особенности
Типы почв Подготовка хорошего фундамента и плиты зависит от сопротивления и особенностей грунтов в основании здания.
Основные показатели технической пригодности:
- сцепление – насколько прочно связаны частицы;
- их виды и размер;
- однородность;
- угол естественного откоса – величина трения одной массы грунта о другую;
- влажность – присутствие воды и расчет максимально впитываемого количества;
- способность удерживать ее;
- размываемость;
- сжимаемость, податливость и другие.
По составу, свойствам и трудностям разработки, их условно разделяют на 2 базовых типа: рыхлые и скальные. Между ними – разрушенные скалистые грунты. Это грунт под фундамент, состоящий из разрозненных камней или сцепленных примесями.
Общие сведения по результатам расчетов
- Периметр плиты
– Длина всех сторон фундамента - Площадь подошвы плиты
– Равняется площади необходимого утеплителя и гидроизоляции между плитой и почвой. - Площадь боковой поверхности
– Равняется площади утеплителя всех боковых сторон. - Объем бетона
– Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом. - Вес бетона
– Указан примерный вес бетона по средней плотности. - Нагрузка на почву от фундамента
– Распределенная нагрузка на всю площадь опоры. - Минимальный диаметр стержней арматурной сетки
– Минимальный диаметр по СНиП, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения плиты. - Минимальный диаметр вертикальных стержней арматуры
– Минимальный диаметр вертикальных стержней арматуры по СНиП. - Размер ячейки сетки
– Средний размер ячеек сетки арматурного каркаса. - Величина нахлеста арматуры
– При креплении отрезков стержней внахлест. - Общая длина арматуры
– Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста. - Общий вес арматуры
– Вес арматурного каркаса. - Толщина доски опалубки
– Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор. - Кол-во досок для опалубки
– Количество материала для опалубки заданного размера.
Для расчета УШП необходимо вычесть объем закладываемого утеплителя из объема рассчитанного бетона.
Гидроизоляция
Рулонная гидроизоляция
Монолитная плита, как правило, погружена в грунт, поэтому необходимо установить качественную гидроизоляцию. Для этого существует два вида материала на выбор: рулонный или обмазочный.
Первым делом на основе следует хорошо прибраться, удалить с нее всю пыль. Далее ее промазывают керосином. По желанию можно приобрести растворитель праймер, но он слишком густой консистенции и поэтому не очень хорошо схватывается с бетонной массой. Лучше всего перед работой его развести, тогда он станет лучше проникать вглубь бетона.
При выборе рулонного материала во время установки следует выходить за размеры основания примерно на 10 см. Подробнее о том, как гидроизолировать плитный фундамент, смотрите в этом видео:
Если на вашем участке присутствует высокий уровень подземных вод, то лучше всего рулонную гидроизоляцию укладывать в 2 слоя. Выкладывают ее поперек, а клеят уже неразбавленным праймером.
Котлован для плитной конструкции
Осуществляя земляные работы над котлованом, где будет устраиваться плитное основание, необходимо подготовить прямоугольную яму, однако действовать при этом следует по другим правилам. Размеры котлована будут равны длине и ширине фасадной части здания. Но это верно лишь при мелкозаглубленном строительстве. В противном случае к длине фасада следует добавить высоту фундамента.
Разработку следует осуществлять ступеньками, поэтапно снимая 0,5 м слоя почвы. Размеры каждой ступеньки должны быть меньше габаритов предыдущей на 0,5 м. В процессе рытья на стенках будут образовываться ступеньки, высота которых составляет 0,5 м. Что касается их ширины, то она равна 25 см. Земляные работы не предусматривают использования ручного труда, так как это невозможно. Заранее придётся заказать тяжелую технику:
- самосвалы;
- бульдозеры;
- экскаваторы.
Разметка котлована под фундамент
Любой вид строительства (и дом не является в этом вопросе исключением) требует тщательного обмера и нивелировки. В строительстве для этой цели служат специальные приборы (нивелир и теодолит), которые с достаточной степенью точности позволяют выполнить все необходимые замеры. Но практика подсказывает, что не у каждого застройщика есть в наличии эти приборы и реальная возможность получить их в нужный момент.
Кроме того, не каждый застройщик умеет пользоваться этими приборами.
Поэтому мы сочли нужным ознакомить читателя с простейшими видами измерений, с которыми придется часто сталкиваться на практике. Прямые углы (например, для отрыва котлована) можно определять двумя способами: применяя теорему Пифагора и используя точку пересечения двух кривых.
Для того чтобы воспользоваться первым методом, достаточно сбить три тонкие доски в прямоугольный треугольник, длины сторон которого будут кратны 3,4 и 5 м. С помощью такого треугольника легко выполнить разбивку здания на местности . Метод настолько прост, что не нуждается в дополнительных пояснениях. Точность разбивки будет зависеть от точности нанесения отметок на сторонах треугольника, то есть, от аккуратности измерений.
Способ разработки грунта для фундамента здания зависит от конкретных условий и объема земляных работ. Лучше всего и точнее эту работу выполнить вручную. На заполнение такого котлована потребуется значительно меньше строительных материалов, а его стенки послужат естественной опалубкой. Но если под домом предусматривается цокольный этаж, то при таком объеме земляных работ ручную разработку грунта выполнять вряд ли целесообразно.
Для измерения глубины котлована применяют мерную рейку с нанесенными метками. При раскопке котлована нужно следить за тем, чтобы глубина не превышала требуемый размер, так как последующая подсыпка ослабит несущую способность грунта. Если же случайно глубина котлована превысила желаемый размер, то фундамент лучше закладывать на полученной отметке.
Дно котлована должно быть ровным и горизонтальным . Если строительство ведется на откосе, дно может состоять из горизонтальных и вертикальных участков, расположенных под углом 45°.
В этом случае не рекомендуют делать вертикальные переходы, в которых могут образоваться трещины при кладке. Укрепление грунтов и стенок котлована выполняют в несвязанных грунтах, где существует угроза обрушения боковых стенок. Сделать это можно с помощью горизонтальных досок толщиной 40 — 60 мм, установленных в виде опалубки и опирающихся на вертикальные брусья с применением распорок . Стенки опалубки дополнительно укрепляют горизонтальными распорками, установленными между стенами.
Лучше всего (если уклон рельефа значителен) выполнить подпорную стенку из бетона. В зависимости от состояния грунта может быть применен один из способов его укрепления, предназначенный для увеличения несущей способности. Чаще всего такая надобность возникает при возведении домов двух и более этажей.
Строительная практика обладает многими способами искусственного укрепления грунтов, но в жилом строительстве чаще всего применяют цементацию, силикатизацию и электросиликатизацию. Необходимость искусственного укрепления грунтов может определить проектная организация, после тщательного обследования участка.
Цементация выполняется специальными инъекторами (перфорированными трубами) обычно для укрепления песчаных (реже глинистых) грунтов. Цементная смесь марки 400 при соотношении 0,8: 1 (вода: цемент) под давлением заполняет все пустоты в грунте. После того как инъектор извлекают из грунта, скважину тоже заполняют раствором. Силикатизация предусматривает укрепление мелких и пылеватых песков и плывунов однорастворным или двухрастворным составами на основе жидкого стекла.
При однорастворном составе используют силикат натрия — жидкое стекло и алюминат натрия. В двухрастворном — во втором составе вместо алюмината натрия используют хлористый кальций. Растворы нагнетают инъекторами под давлением 3-6 атмосфер, закрепляя грунт в радиусе 0,3 -1м.
Электросиликатизация ускоряет темпы и качество работ за счет пропуска через инъекторы постоянного тока. Все перечисленные методы укрепления грунтов предусматривают наличие специального оборудования и могут выполняться организациями, обладающими необходимыми технологиями.
Столбчатые и уширенные фундаменты
Такой фундамент чаще всего применяется на:
- Грунтах подвижных и неустойчивых;
- Торфяных почвах;
- При перенасыщенном водой глиняном грунте;
- На склонах с перепадом больше 2-х метров.
Столбчатый фундамент для сруба на торфе обойдётся вам значительно дешевле, к тому же построить вы сможете его сами, без помощников. По сравнению с ленточным фундаментом экономия материала в 2 раза.
Столбчатый фундамент на торфяной почве может быть монолитный и сборный. Монолитный фундамент выполняют из армированного бетона при помощи специальной опалубки. Такая основа очень долговечна.
Сборные столбчатые фундаменты состоят из готовых железобетонных блоков. Основным преимуществом столбчатого фундамента является его простота, а недостатком — дороговизна и уязвимость.
Столбчатый фундамент бывает мелкозаглубленным и сильно заглубленным. Мелкозаглубленный фундамент предполагает опускание в землю столбов на глубину до 70 см.
Заглубленный фундамент может заглубляться до двух метров. Столбцы должны находиться ниже уровня промерзания на полметра.
Рассчитать столбчатый фундамент на торфяном участке должен специалист. В расчёте он обязательно:
- Определяет количество тумб и их месторасположение;
- Рассчитывает форму и линейные размеры столбов;
- Обозначает густоту каркаса для армирования;
- Готовит чертёж и схему;
- Определяет, требуется ли ростверка.
Для тех, кто решил самостоятельно рассчитать размер и количество столбов, нужно:
- Определить нагрузку столба на грунт. При этом учитывается вес столба и нагрузка от сооружения;
- Сверить с допустимой нагрузкой, учитывая прочность грунта.
Для столбчатых фундаментов на торфе наиболее опасны боковые нагрузки при пучении грунта.
Столбы от заваливания и от изгиба защищает железный каркас в монолите. Железобетонный каркас изготавливается из ребристой арматуры сечением 12 или 10 мм. Если столбик имеет толщину 20 см и высоту 1 метр, то для него достаточно двух прутьев.
При устройстве столбчатого фундамента основным неудобством являются земляные работы. Для строительства такого фундамента лучше применять ручной или автоматический бур, который за короткий промежуток времени сделает отверстия нужного размера.
С его помощью можно укладывать конусоподобные столбы для уширенного фундамента. На буре имеется специальный плужок, который делает в нижней части ямы необходимое отверстие.
Для того чтобы объединить столбцы в единую систему, их связывают ростверком. Это верхний каркас, позволяющий равномерно распределить нагрузку.
Ростверк позволяет бороться с боковыми нагрузками и предостерегает от перекоса и опрокидывания столбов.
Каркас изготавливается на высоте до 20 см от земли, он изолирован от грунтовых воздействий.
При его устройстве лучше не использовать металл, поскольку тогда значительно увеличивается стоимость такого фундамента. Металлу требуется антикоррозионная обработка, а строители привлекают грузоподъёмную технику.
Лучше всего использовать монолитный железобетонный ростверк. Он представляет собой прямоугольник в сечении. На столбы, предварительно выровненные, укладываются железобетонные перемычки. Их крепко скрепляют со столбами, скручивают проволокой.
Затем производят монтаж съёмной опалубки, укладывают арматуру и заливают бетон. Когда бетон набрал прочность, ростверк гидроизолируют.
Выравнивание грунта
Подготовка участка под фундамент включает этап выравнивания грунта. На практике встречается заливка фундамента без подготовки.
Ряд мелких ошибок складываются в большую и приводят к катастрофе. Ошибки начинаются с появления трещин.
Делать правильно – не игнорировать подготовительный этап. Проконсультируйтесь с инженером-конструктором и проектировщиком. Специалисты подберут оптимальный вариант.
Существует три вида подготовки участка под фундамент:
- Щебеночная;Песчаная;Цементная.
Щебень используют под фундаментную плиту. Подготовка нужна, когда уровень грунтовых вод достаточно высокий. Слабый нижний слой засыпают щебнем, трамбуют и строят фундамент.
Дополнительно понадобится выравнивающий слой бетона, гидроизоляция, защитный слой над гидроизоляцией и арматурный каркас. Щебень используется для распределения нагрузки. Материал высыпают в траншею, утрамбовывают и сверху ставят монолитную плиту.
Песчаная подготовка часто применяется в случаях, когда под основание нужно наложить фундаментные блоки или сборные подошвы.
Подготовка из бетона рассчитана на выравнивание траншеи и правильное распределение нагрузки.
Многие выбирают цементный вариант, используя бетон B7,5. Удобно крепить опалубку при монтаже. Цементная подготовка играет роль дополнительного защитного слоя бетона и удобного расположения арматуры в фиксаторах.
