Как рассчитывается фундамент из монолитной плиты
Чтобы провести расчет фундаментной плиты, необходимо воспользоваться услугами экспертов. На этапе проектирования следует учитывать все особенности участка. Большинство математических вычислений должны проводить специалисты, но легкие расчеты возможно выполнить самостоятельно.
Так, если нужно построить гараж, сарай или баню, то достаточно определить толщину плиты фундамента. При чрезмерно малых параметрах конструкция не сможет справиться с нагрузками на изгиб, а при избыточной толщине появятся неоправданные затраты.
Расчет оптимальной толщины плиты
Расчет толщины фундамента плита своими руками по пошаговой инструкции выполняется после тщательной оценки грунта на стройплощадке. Для этой задачи лучше пригласить специалистов с профессиональным буровым оборудованием. Они помогут определить состав и толщину слоев, найти размещение грунтовых вод и провести дальнейшие расчеты.
У каждого грунта имеется свой показатель несущей способности, который измеряется в килопаскалях (кПа). Распределенное давление от массы будущей постройки не должно превышать несущую способность плиты.
Расчет армирующего каркаса и количество материалов для его изготовления
Если нужно провести армирование плит толщиной 150 мм, понадобится одноярусная вязанная сетка диаметром 12-16 мм, которую закрепляют в центральной части. Если используются конструкции на 200 мм, армированные элементы закрепляют в 2 яруса двумя сетками с шагом 200-300 мм.
Для более надежной фиксации следует уплотнить шаг прутьев и увязать сетки по точкам пересечения прутьев с помощью стальной проволоки.
Чтобы получить точные параметры, следует воспользоваться функциональными онлайн-калькуляторами.
Решил построить коттедж: какой фундамент выбрать?
По экономическим и техническим соображениям загородное строительство зачастую предполагает использование поверхностных фундаментов. Данный вид основания считается одним из самых простых и дешёвых для возведения любых малоэтажных зданий, включая коттеджи. Поверхностный фундамент, в свою очередь, подразделяется на три основных типа: монолитная плита, плита с рёбрами жёсткости, направленными вверх, и рёбрами, направленные вниз.
Монолитная плита
Данная разновидность поверхностного фундамента является наиболее прочной и одновременно простой в строительстве. Представляет собой монолитную плиту высотой обычно в 25-30см. Здесь чаще всего используется цемент марки Б25. Для упрочнения бетонной плиты строится каркас из арматуры диаметром в 12мм, в два слоя: нижний и верхний. Инженерные коммуникации укладываются под плиту до её возведения, на моменте подготовки основания.
Поверхностный фундамент данного типа позволяет построить коттедж с достаточно большим весом (не только из бруса или пенобетона, но и, например, из кирпича).
Плита с рёбрами жёсткости, направленными вверх
Основное отличие данной разновидности фундамента заключается в наличии рёбер жёсткости по всему периметру, под несущими стенами. Рёбра возводятся поверх плиты, по заранее сделанным выпускам арматуры, для чего сооружаются опалубки, как это показано на фотографии ниже.
Делаются ребра для поднятия дома от поверхности грунта. Делается это по архитектурным и функциональным соображениям.
Преимущество такого устройства этого вида фундамента заключается в том, что инженерные коммуникации могут быть проложены уже после заливки и высыхания цементного раствора. В получившееся пустое пространство между рёбрами может быть засыпан песок или полистиролбетон. Уже после обустраивается чистый пол (зачастую, стяжка с трубками теплого пола поверх пенополистирола 50мм).
Плита с рёбрами жёсткости, направленными вниз
Отличие этого типа фундамента от предыдущего заключается в том, что здесь не требуется делать полноценную фундаментную плиту, т.к. всю нагрузку воспринимают на себя ребра, они же ленты фундамента, залитые совместно с плитой. Плита в таком случае может быть толщиной 100мм. Её правильней называть здесь стяжкой. В список преимуществ можно отнести наличие цокольного подьема, чтобы визуально дом оторвать от поверхности земли. При устройстве такого фундамента подготавливают основание щебеночным слоем 15-20см и далее формируют слой песка (на высоту поднятия цоколя). В этом слое песка формируют траншеи для последующего устройства в них лент фундамента. Вся полученная поверхность утепляется пенополистиролом, раскладывается пленка и вяжется арматура. Как всё будет готово – происходит заливка бетоном, при чем заливается всё в один раз и ленты и сама плита (конечно в зависимости от размеров фундамента). Как и в первом случае, инженерные коммуникации прокладываются до заливки, на момент подготовки щебеночного основания.
Преимущество такого фундамента перед фундаментом с ребрами вверх в том, что здесь мы экономим на толщине плиты и арматуре в этой плите. Но надо понимать, что такой тип фундамента предназначен только, если вы решили построить коттедж деревянный или каркасный. Каменные и кирпичные дома следует возводить на полноценной фундаментной плите – тип 1 и 2.
В заключении необходимо сказать, что понимание устройства фундаментной плиты, ее типы и особенности являются важной состовляющей при сроительстве загородного дома. Обращаясь в архитектурную мастерскую “Meta”
вы гарантированно получаете полную консультацию по всем интересующим вопросам и качественную работу.
Проектирование
Основной параметр при проектировании фундаментной плиты – ее толщина. От этого зависит прочность и другие характеристики готового основания. При расчетах учитывают:
- характеристики грунта на участке;
- предполагаемую массу здания.
Устройство плитного фундамента включает последовательное расположение таких слоев:
- котлован с утрамбованным на дне грунтом;
- «подушка» из песка;
- слой геотекстиля – так называемая подбетонка (сверху укладывают дренажную трубу);
- слой щебня (предотвращает забивание дренажа грунтом);
- стяжка из бетона;
- слой гидроизоляции (предотвращает пропитывание бетона влагой, его растрескивание);
- экструдированный пенополистирол для утепления (часто применяют Пеноплекс);
Схематическое изображение плитного фундамента
- гидроизоляция из полиэтиленовой пленки;
- армирование, шаг установки – 20–25 см.
Поверх этих слоев укладывается железобетонная плита.
Характеристика плитных фундаментов
Монолитная жб плита фундамента имеет одно неоспоримое преимущество перед всеми прочими конструкциями – таковым является большая площадь опоры, благодаря которой невозможно опрокидывание здания. Однако при установке под уклоном, или при строительстве на размокающих грунтах, есть опасность скольжения. В таких условиях плиту проектируют с рёбрами жёсткости.
Мембрана вместо подбетонки
- Благодаря большой площади опоры, давление на грунт оказывается минимальным: нагрузки распределяются равномерно, что препятствует образованию провалов. И всё это при том, что плита имеет самую высокую несущую способность.
- Обеспечивается она за счёт монолита, не имеющего сопряжений, а так же точно рассчитанного армирования с солидным запасом прочности. Это и есть те самые качества, благодаря которым, несмотря на высокую стоимость, в малоэтажном строительстве чаще всего проектируется именно плита.
- По отношению к ней часто применяется термин «плавающая», и вот почему. Локальным изгибам плита не подвергается. При естественных подвижках она перемещается вместе с грунтом, потому что даже на пучинистых почвах располагается практически на поверхности. Заглублять, конечно, можно, но только в том случае, когда в доме предусматривается подвал или цокольный этаж.
- От того, что плита не заглублена, она менее надёжной не становится. Для нейтрализации сил пучения под ней часть активного грунта заменяется на песчано-щебневые смеси, неподверженные пучению.
- Толщина насыпного слоя редко превышает 30 см, поэтому объём земляных работ при строительстве монолитной железобетонной плиты фундамента весьма скромен. Соответственно, и на устройство опалубки не требуется много материала, что даёт ощутимую экономию по сравнению с лентами глубокого заложения.
- Высокий расход бетонной смеси и арматуры, необходимость обеспечения непрерывной заливки и использования спецтехники влекут удорожание конструкции. Однако выбор всё равно можно считать оправданным хотя бы потому, что в итоге мы имеем надёжный черновой пол. Бетонный пол, который приходится заливать по грунту при устройстве ленты, тоже требует определённых затрат, а тут такая необходимость вообще отпадает.
- Плита может быть утеплённой, и не только слоями утеплителя под подошвой, но и включать в себя систему напольного подогрева. В таком случае проблемы промерзания и оттайки грунта под домом вообще отпадает. Эту технологию первыми придумали шведы, поэтому у нас она известна под названием шведской плиты УШП.
По всем статьям у плитного монолита сплошные преимущества – но при условии, что он будет грамотно спроектирован и правильно залит.
Проектирование
Что есть проектирование фундамента? Это составление модели воздействия изгибающих нагрузок, могущих повлечь крен здания. На основе этих нагрузок и должна рассчитываться толщина монолита, составляться схема его армирования – как локального, так и общего.
Как ни заманчиво составить чертёж самому или взять за основу чужой, уже готовый проект, делать это не советуем. Даже при беспроектном строительстве, которое довольно часто практикуется в частном секторе, фундамент всё-таки надо разрабатывать профессионально, на основе предварительно произведённых изысканий. Только тогда можно быть уверенным, что база дома получится и надёжной в эксплуатации, и экономичной по себестоимости.
По результатам расчёта, плита может оказаться как толщиной 400 мм, так и 200 мм. Это зависит от процента армирования, так как на одном и том же объекте можно реализовать разные решения
Правильно манипулировать арматурой может только специалист, и только он может найти оптимальное соотношение между ценой и прочностью.
При минимальной толщине плиты особое внимание уделяется локально нагруженным участкам – тем, на которые опираются колонны, стены и их пересечения, бетонные лестницы и кирпичные печи. При увеличении толщины монолита, локальных усилений может и не быть, но тогда общий каркас должен быть более «выносливым».
Арматура обеспечивает надлежащее сопротивление плиты продавливанию, а чтобы была возможность уменьшить её объём, в местах, подвергающихся усиленным нагрузкам, предусматривают обращённые в грунт рёбра жёсткости
У плит с глубоким заложением, рёбрами жёсткости являются стенки подвала, и обращены они не вниз, а вверх.
Контур фундамента (ж/б плиты) немного выступает за контур цоколя
Выполнение расчетов и анализ грунта
В первую очередь для монтажа фундамента своими руками необходимо проанализировать особенности грунта на участке и высчитать несущую способность плиты В первую очередь для монтажа фундамента своими руками необходимо проанализировать особенности грунта на участке и высчитать несущую способность плиты. В идеале все расчетные и проектные работы лучше доверить профессионалам. Но если такой возможности нет, то можно использовать следующие рекомендации и руководства:
Для проведения анализа грунта необходимо брать землю из пяти точек будущей плиты — по её углам и по центру. Данные позволят выяснить уровень расположения грунтовой воды, несущую способность грунта на участке и его состав
В качестве информации можно использовать данные об уже выстроенных в регионе зданиях на подобном фундаменте.
При расчетах несущей способности плиты по инструкции стоит принимать во внимание, что для заливки основной плиты рекомендуется использовать цемент марки не ниже М-200, а для заливки черновой стяжки без армирования можно использовать цемент М-50 (данные взяты из СНиП ).
При наличии высокого уровня грунтовых вод на участке стоит спроектировать качественную дренажную систему от фундамента.
Арматуру покупают из расчёта 130 кг/м2 плиты. При этом три четверти прутьев должны иметь сечение 12-16 мм (для вязки сетки с размером ячеек 15-20 см) и одна четверть прутов сечением 6-8 мм для установки продольных стоек между двумя горизонтальными сетками.
Кроме того при выполнении расчётов и анализе грунта можно использовать законодательные документы:
Инструкция по монтажу монолитного ленточного фундамента
- ГОСТ 25100 (для вычисления классификации грунта на участке);
- СП (определение несущей и осаждающей способности дома);
- СП (определение антикорра каркаса дома);
- ВСН 29-85; 37-96 (правила проектирования и монтажа мелкозаглубленного фундамента МЗЫ);
- ГОСТ Р 52085; 52086 (правильное пошаговое возведение опалубки).
Важно: монолитная плита равномерно распределяет вес дома на каждый см2 свой площади, тем самым эффективно нивелирует силу давления грунта на фундамент в сезоны пучения
Понятие монолитной ленты
Монолитная плита или ленточный фундамент – это прочный и надежный материал для строительства фундамента дома
Лучше всего показывает себя в эффективности фундамент монолитная лента, которая хоть и имеет высокую цену, но она на практике себя оправдывает. Конструкция включает в себя создание полосы из бетона, которая охватывает всю территорию основания. Если посмотреть на эксплуатационные способности, то его с лёгкостью можно отнести к универсальным основам.
Такие конструкции могут с легкостью использовать в зонах с неблагоприятными погодными условиями, так как они имеют высокий уровень стойкости к различным атмосферным осадкам. Еще одной особенностью монолитной ленты есть наличие плиты, которая в соединении с опалубкой образует прочную систему.
Данное строительство дает возможность контролировать равномерность давления, поэтому углы не перекашиваются и трещины не появляются.
Сфера применения ленточного фундамента
Данный тип фундамента лучше всего применять для зданий с плотностью стен больше, чем 1300 кг/куб.м
Данный тип фундамента лучше всего применять для таких вариантов построек:
- Для зданий с плотностью стен больше, чем 1300 кг/куб.м, которые выполнены с бетона, камня или кирпича;
- Для дома, какой в своей конструкции имеет тяжелые перекрытия;
- Если данная местность имеет неравномерность выпадения осадков или неоднородность почвенного покроя;
- Если планировка постройки имеет подвал или цокольный этаж.
Жизненный цикл оснований
Эксплуатационный срок данного основания зависит от материала, который был выбран для работ
Эксплуатационный срок данного основания зависит от материала, который был выбран для работ:
- Бетонные или бетонные монолиты – до 150 лет;
- Ленты из кирпичей – 30-50 лет;
- Бетонные сборки – 50-75 лет.
Виды ленточных фундаментов
Особенности конструкции образуют разновидности оснований дома
Особенности конструкции образуют такие разновидности оснований дома:
- Фундамент из монолита, который строится на площадке;
- Сборные конструкции из железобетонных плит, которые производятся на заводе, а на строительной площадке собираются при помощи техники.
По количеству нагрузки бывают такие виды:
- Мелко заглубленный вид, который применяется для легких построек, и устанавливаются в основном на слабо пучинных почвах. Глубина закладки – 0,7 метра. Стоит он намного дешевле от заглубленного основания.
- Заглубленная основа, которая монтируется при строительстве зданий с массивными стенами на пучинных почвах. Глубина – 0,3 метра вниз от уровня промерзания грунта. Это более прочный и надежный фундамент.
Основные материалы для ленточных фундаментов
Фундамент из железобетона – это смесь, которая состоит из цемента, песка, щебня, армированной сетки и прутьев арматуры
Какой материал лучше всего будет применить для данного строительства? Об этом мы как раз сейчас и поговорим. Наиболее популярными считаются такие виды:
Ленточное основание из бутобетона – это соединение песка, цемента и очень крупных камней, которое в сумме образует прочный и надежный материал. Если у вас скалистые грунты, то он будет уместным, но если же нет, то лучше выбрать другой инструментарий. Ширина данного возведения от 20 до 100 см – это зависит от предполагаемой нагрузки. Фундамент из железобетона – это смесь, которая состоит из цемента, песка, щебня, армированной сетки и прутьев арматуры. Данный материал самый популярный, и стоит он дешевле остальных видов. Идеально подходит для песчаной почвы. Ширина конструкции зависит от размера стены. Основа из кирпичей – это материал можно монтировать как поверхностно, так и погружено
Важно его утеплить, так как он плохо переносит осадки и может разрушаться. Плиты и блоки для фундамента – данные материалы применяют для сборных оснований
Производство их происходит на заводе, а монтаж реален только при условии применения специальной техники
Имеют высокую прочность и надежность и могут применяться для всех видов построек.
Инженерные коммуникации
При строительстве фундамента вы можете встретить понятие инженерных коммуникаций
При строительстве фундамента вы можете встретить понятие инженерных коммуникаций. Что это? Такие специальные линейные постройки с наличием технологических аппаратов на них, которые служат для перемещения различных видов материй. В своей конструкции имеют трубопроводы, газ, кабели и телефонную линию.
Чтоб обнаружить такие коммуникации поблизости вас, нужно в местных органах запросить карту с их расположением
Это важно, потому как строительство над ними или возле таких пунктов запрещено
Виды монолитного плитного фундамента
В зависимости от особенностей почвы, возводимого здания и климата региона выбирают один из следующих видов монолитного фундамента:
- сплошной или классический. Технология строительства предусматривает выемку плодородного слоя почвы, засыпку котлована песком и гравием, последующее обустройство армированного бетонного основания. Толщина последнего в частном строительстве, как правило, составляет 20-50 см, но зависит от типа грунта и особенностей возводимого здания. При необходимости проводится теплоизоляция. Такой вариант фундамента отлично подходит для сильно пучинистых грунтов, где возможны подвижки и в вертикальной, и в горизонтальной плоскости;
- русский, или монолитная плита с ребрами жесткости. Дополнительно к монолитной плите снизу или сверху обустраиваются ребра жесткости. Их делают в местах расположения несущих стен, чтобы усилить конструкцию, но при этом сложность возведения фундамента повышается, ведь приходится выполнять заливку не только плиты, но и ребер жесткости, зато плиту можно будет сделать более тонкой, сэкономив на бетоне и не потеряв на прочности. Ребра жесткости – это, по сути, аналог ленточного фундамента. Они могут заливаться из бетона или выполняться из блоков. Первый вариант предпочтительнее, так как в этом случае конструкция будет полностью монолитной. Использование готовых блоков, к тому же, потребует задействования специальной техники;
- утепленная шведская плита (УШП). Технология рекомендована для территорий с суровым климатом, отлично подходит для северных районов нашей страны. Особенность заключается в использовании системы теплого пола, которая прячется в бетонной плите. Кроме того, используется несъемная опалубка из пенополистирола, которая служит в качестве теплоизоляции, и полиэтиленовая пленка для гидроизоляции. Получается, что основание прогревается, но при этом утечки тепла минимизированы за счет наличия теплоизоляции. Естественно, стоимость возведения будет выше, чем у классического варианта.
Обратим ваше внимание, что плитный фундамент может быть как монолитным, так и сборным. Обо всех преимуществах и нюансах монолитного основания сказано выше
Сборный фундамент создается на основе дорожных плит или ФБС блоков, которые после монтажа заливаются слоем выравнивающей стяжки. Сборные плитные основания требуют привлечения специальной техники для монтажа тяжелых плит, потому это более долгое и затратное решение, но при этом эксплуатационные качества уступают монолитному плитному фундаменту.
Как выбрать марку цемента
- М50 пригоден для строительства легких, вспомогательных построек (летний дом на дачном участке, гараж, хозяйственные постройки).
- F-75 понадобится, если температура зимой ниже минус 20 °С.
- Для жилых построек необходима марка не менее М200 с уровнем водонепроницаемости от 95%.
Если вы планируете заливать основание сразу, то рекомендуется весь приготовленный объем бетона использовать в один день. Если это невозможно, работы возобновляют минимум через 12 часов, после полного высыхания первого слоя. Без этого на поверхности основания образуются трещины из-за неравномерного распределения незастывшего бетона.
Цемент М400 для фундамента
Какая монолитная плита считается универсальной
Тут стоит помнить о степени устойчивости и прочности несущей конструкции. Поэтому ответить четко на вопрос, какая плита фундаментная монолитная будет универсальной, тяжело. Хотя оптимальной будет такая конструкция, в которой предусмотрены основные и промежуточные ребра жесткости, соединенные арматурой. Также стоит помнить, что фундаментная плита должна фиксироваться дополнительными крепежными элементами, чтобы обеспечить большую степень контакта с внешней средой.
Консольная плита (защемленная) пользуется популярностью в строительстве высотных зданий, но она конструктивно сложна, т.к. тут используется основная кромка с оперением из стальной арматуры под углом в 45 градусов. Также существует специальная схема возведения монолитного балочного фундамента с использованием многопролетных балок разнонаправленного типа.
Разновидности фундаментной плиты и применение фундамента
Цельная фундаментная основа выполняется в виде армированной бетонной плиты. База выполняет функцию цокольной основы, что уменьшает объем расходов на постройку чернового пола.
Строительство фундамента осуществляется различными методами:
монолитным. Начальные этапы – сооружение опалубки и гидроизоляция основы. Затем укладывается слой теплоизоляции, выполняется армирование фундаментной базы и производится бетонирование. После заливки бетоном плита набирает эксплуатационную прочность на протяжении месяца, дальше можно возводить стены и потолок, делать пол. Электроприборы и коммуникации в готовой коробке устанавливаются после обустройства крыши.
Самой распространенной разновидностью фундамента считается плитная конструкция
Сооружение цельной плиты не требует применения грузоподъемных устройств. Технология позволяет выполнить плиту любой толщины. Достоинство – повышенная прочность, недостаток – увеличенная потребность в бетоне и стальной арматуре;
сборным. Составной фундамент собирается из железобетонных панелей или блоков ФБС, изготовленных на промышленных предприятиях. Они монтируются с помощью грузоподъемного оборудования на подготовленную основу из песка и щебня. Зазоры заливаются раствором бетона для обеспечения герметичности конструкции.
Слабые стороны составной конструкции – возможность выполнения работ только с использованием грузоподъемных устройств, применение стандартной продукции с определенными габаритными размерами, а также невозможность изготовления утолщенного основания.
Плита из армированного бетона позволяет возводить здания высотой до 10 метров из различного материала:
- кирпича;
- камня;
- бетона;
- блоков;
- древесины;
- каркасных щитов.
Возводить такой тип основания можно на любых грунтах, будь они торфяными или песчаными
Монолитная конструкция обеспечивает устойчивость различных построек:
- дачных строений;
- современных коттеджей;
- частных домов;
- построек хозяйственного назначения;
- промышленных объектов.
Проектирование монолитного фундамента
Вопросы расчета и проектирования фундамента лучше доверить специалистам
Важно учесть не только параметры здания (площадь, материал возведения, вес кровли, стен и прочих элементов), но и особенности почвы, в т.ч. ее несущую способность, водонасыщенность и т.д
Для этого необходимо провести геологические изыскания, а правильно это может сделать только специалист. Кроме того, необходимо учитывать снеговые и ветровые нагрузки.
Важно, чтобы нагрузка на грунт, создаваемая зданием, не была больше несущей способности почвы. Пусть все расчеты делает специалист, а мы укажем лишь примерную логику их проведения:
важнейший показатель, который необходимо рассчитать, — это толщина бетонной плиты. Для этого и необходимо знать несущую способность грунта, а также вес здания;
оценить несущую способность грунта должен геолог. В крайнем случае, можно воспользоваться усредненными данными из таблиц
Допустим, дом необходимо построить на пластичном суглинке, несущая способность которого составляет 3 кг/см2;
важно правильно оценить вес здания, умножая площадь каждой конструктивной части (кровля, стены, перекрытия и т.д.) на удельный вес;
допустим, мы возводим кирпичный 2-этажный дом размером 10*10 м, площадь необходимая для постройки 10 м2 = 100 000 см2;
несущая способность почвы на данном участке будет 100 000 см2*3 кг/см2 = 300 000 кг, или 300 т. Это и есть требуемая нагрузка на почву
Если она будет больше, здание может просесть, если меньше – силы пучения могут выталкивать постройку;
расчет веса дома сложный, так как надо учесть вес стен, кровли, отделочных материалов, мебели и т.д. Наша цель – показать логику расчета, потому допустим, что вес постройки составляет 225 т;
вес бетонной плиты составит 300-225 = 75 т, из которых примерно 15 т составит арматура. 60 т – это вес самого бетона, а при площади 100 000 см2 и удельном весе бетона 2,7 т/м2 толщина плиты составит 27,7 см.
В большинстве случаев достаточно будет плиты толщиной 15-35 см.
Если расчёты заводят в тупик, и нагрузка от здания никак не стыкуется с несущей способностью почвы, то придется вносить коррективы. Например, выбрать для строительства более легкий материал, убрать один из этажей или расширить площадь фундамента.
Нормативные документы для плитных оснований
Чтобы залить фундаментную плиту с максимальным эксплуатационным ресурсом, необходим учесть требования:
- ГОСТ 25100 – классификация грунтов;
- СП 22.13330.2011 – основания сооружений, зданий;
- СП 70.13330 – конструкции ограждающие, несущие;
- ГОСТ Р 52085; 52086 – опалубка (техусловия, определения);
- СП 63.13330 – железобетонные, бетонные конструкции;
- СП 28.13330 – антикоррозионная защита строительных конструкций;
- ВСН 29-85 – проектирование, изготовление малозаглубленных фундаментов.
Следуя обработанным, обобщенным рекомендациям из этих нормативов, можно правильно изготовить фундамент.
