Плюсы выполнения надежного монолитного фундамента

Развитие современных строительных технологий привело к тому, что строительство собственного дома на земле вполне осуществимо собственными силами.
Конечно же при наличии желания и финансовой возможности.

Большой популярностью пользуются каркасные дома и дома из композитных материалов.

Одним из основных этапов проектирования будущего дома является выбор типа фундамента. От того, насколько основание будет прочным и долговечным, зависит комфортность проживания в доме.

В этом вопросе многие застройщики отдают предпочтение плитному основанию благодаря его впечатляющим эксплуатационным характеристикам.

Общая информация

Плитный фундамент представляет собой монолитную железобетонную плиту, смонтированную на песчано-гравийном основании с применением гидроизолирующего слоя и утеплителя.

Конструкция такого основания под строением обеспечивает надежность, комфортность и большой срок эксплуатации на любых типах грунтов в любых климатических условиях практически без какого-либо вмешательства извне.

Как, выбрав плитный фундамент: расчет толщины и армирования производить правильно, и поговорим дальше в статье.

Основание, являясь опорой любого сооружения, должно без нареканий выполнять свою функцию весь эксплуатационный срок. К плитному фундаменту это требование предъявляется особо ввиду невозможности его модернизации без сноса основного строения.

Именно поэтому перед закупкой материалов и началом стройки необходимо произвести более-менее точный расчет монолитной плиты фундамента.

Расчет выполняется:

1. Для определения толщины несущей плиты. Расчет плиты фундамента зависит от типа грунта: толщина песчано-гравийной подушки и толщина слоя железобетона могут существенно отличаться.
2. Для определения площади плиты. В случае особо подвижных и зыбких грунтов площадь основания может быть больше, чем площадь дома для достижения необходимой устойчивости.
3. Для определения количества материалов, необходимых для постройки основания.
4. Для определения нагрузки на основание.

Если решение еще не принято, и вы находитесь на этапе выбора типа основания, вам могут пригодиться плюсы и минусы плиты. В некоторых случаях выбор делают в пользу комбинированных видов, например, свайно-плитный или универсальных, например, из дорожных плит.

От чего зависит показатель?

Плита в рассматриваемом случае представляет собой монолитное армированное основание под всей площадью сооружения.

Силовая конструкция состоит из принципиально значимых слоев:

1. уплотненной подушки из нерудных материалов;
2. теплоизолятора и гидроизолятора;
3. подбетонки, а также непосредственно бетонной плиты со вмурованным арматурным каркасом.

Толщина монолита определяет прочность и надежность основания и зависит от ряда параметров, в том числе:

• характеристик грунта под опорной площадью основания;
• глубины закладки силовой конструкции;
• проектных нагрузок, которые определяются конструктивными особенностями сооружения, условиями эксплуатации, климатическими условиями в регионе.

Профессиональные проектировщики учитывают все перечисленные факторы, для чего требуется доскональное понимание технологии и опыт в закладке плитных конструкций.
Частные застройщики, чтобы сэкономить на услугах специалистов, используют упрощенную методику, которая основана на учете трех параметров:

• толщины арматуры;
• промежутка между арматурными поясами;
• толщины бетона над и под арматурным каркасом.

Как правило, если сложить три указанных параметра, то получают значение толщины плиты в пределах от 0,2 до 0,3 м. Конечный показатель регулируют, учитывая особенности грунта, равномерность залегания пород и сложность конструкции будущего здания.

Помимо косвенной оценки, которую дают практикующие строители, согласно установленным нормам необходимо проверять выбранную толщину плиты относительно параметра – оптимальное удельное давление сооружением на грунт (подробнее в таблице).

Если давление, которое по проекту будет оказывать здание на грунт, будет отличаться от справочного значения не больше, чем на 25% в большую или меньшую сторону, то считают, что толщина плиты выбрана правильно.

Исходные данные

Плитный фундамент: расчет нагрузки проводится при наличии следующих необходимых исходных данных:

1. Тип и характеристика грунта. Определяется опытным путем при помощи подручных материалов. Для этого копается яма глубиной полтора метра. Почва тщательно изучается на наличие влаги, определяются основной состав и примерная плотность.
2. Материал, из которого планируется возведение дома.
3. Выбрав плитный фундамент: расчет толщины проводится и для снежного покрова в данной местности (максимальная толщина снега).
4. Марка цемента для заливки опоры под каркасный дом.

После проведения всех расчетов будут получены необходимые данные для изготовления конструкции: удельная нагрузка дома и фундамента на грунт, допустимая толщина плиты опоры, глубина залегания.

Важно! Для получения надежных результатов следует выкопать несколько таких ям в разных частях участка для строительства.

Последовательность

1. Если вы выбрали плитный фундамент: схема работы гласит, что первым делом определяется тип грунта методом, описанным выше.

По таблице выясняется для него допустимое значение удельного давления.

2. Вычисляется общая нагрузка конструкций, планируемых к строительству на фундаменте, на единицу площади. Сюда включаются нагрузка от несущих стен будущего дома, нагрузка межкомнатных перегородок, потолочных перекрытий, окон, дверей, крыши, мебели и возможного снежного настила на крыше.

Для этого рассчитывается площадь всех поверхностей и перемножается с показанием нагрузки одного квадратного метра материала, взятого из данной таблицы.

Фундамент монолитная плита: расчет толщины (параметры нагрузки):

Важно! Данные по нагрузке других материалов можно найти в нормативных документах по строительству.

Третий столбец «Коэффициент надежности» в данной таблице показывает на какую величину нужно перемножить итоговую нагрузку для обеспечения необходимого запаса прочности фундамента.

Итоговая формула для вычисления общей нагрузки на грунт выглядит так:

P1=M1/S,

где М1 – суммарная нагрузка строения, полученная путем сложения нагрузки всех элементов конструкции, умноженная на коэффициент надежности, S – площадь основания фундамента.

3. Вычисляем разницу между нормативным значением допустимой нагрузки из таблицы и общей нагрузкой дома:

Δ=Р-Р1,

где Р – табличное значение нагрузки.

4. Находим максимальную массу фундамента, превышение которой может иметь неблагоприятные последствия в виде проседания всей плиты и строения:

М2= Δ*S,

где S – площадь плиты из бетона.

5. Следующим этапом является нахождение максимальной толщины бетонной плиты для фундамента:

t = (М2/2500)/S,

где t – толщина слоя бетона, 2500 – плотность железобетона, выраженная в килограммах на кубический метр.

Полученный результат округляется до величины, кратной 5-ти в меньшую сторону.

6. Выполняем соответствие толщины плиты условиям, при которых разница между полученным давлением и табличным давлением на грунт не должна превышать 25 %.

Важно! Если по расчетным данным толщина железобетонной плиты получается больше 35 сантиметров, стоит рассмотреть вариант с сооружением ленточного или свайного основания, так как монолитный в данном случае будет избыточным.

Пример расчета плитного фундамента

Что необходимо, чтобы правильно выполнить расчет плитного фундамента: пример.

Рассчитаем плитный фундамент для постройки каркасного дома 6 на 8 метров, с межкомнатными перегородками из гипсокартона общей площадью 70 квадратных метров, крышей с металлической кровлей площадью 80 кв. м.

Межэтажные перекрытия – деревянные, площадью 40 кв. м. Снеговая нагрузка – 50 кг/кв. Тип грунта – суглинок.

Руководство по проектированию плитных фундаментов подразумевает следующий порядок расчета:

1. Удельное сопротивление грунта P – 0,35 кг/см2.
2. Делаем расчет общей нагрузки всего строения на монолитную плиту фундамента, P:
   Стены: 48 м (длина по периметру) * 2,5 м (высота стен) * 50 кг/м2 (табличное значение нагрузки стены каркасного дома) * 1,1 (коэффициент надежности из таблицы) = 6600 кг;
3. Перегородки: 70 м2 (общая площадь) * 35 кг/м2 (из таблицы) * 1,2 (коэффициент надежности) = 2940 кг;
4. Перекрытия: 40 м2 * 150 кг/м2 * 1,1 = 6600 кг;
5. Крыша: 80 м2 * 60 кг/м2 * 1,1 = 5280 кг;
6. Полезная нагрузка: 48 м2 * 150 кг/м2 = 7200 кг;
7. Снеговая нагрузка: 80 м2 * 50 кг/м2 = 4000 кг;
8. Общая нагрузка всего строения, M1: 32620 кг, или P = 32620кг/480000 см2 = 0,07 кг/см2.
9. Находим разницу Δ: Δ=0,35-0,07=0,28 кг/см2. Эта та нагрузка, которую может оказывать фундамент на почву без каких-то последствий.
10. Масса основания М2: 0,28 кг/см2 * 480000 см2 = 134400 кг.
11. Толщина плиты железобетона, t: (134400 кг / 2500кг/м3) / 48 м2 = 1,12 м.

Как можно сразу заметить, общая нагрузка каркасного дома на плиту очень мала и составляет менее 10% допустимой в данном случае. В этом причина большого результата. Стоит подумать о монтаже ленточного основания, который будет намного экономичнее.

Какой должна быть толщина плитного фундамента в этом случае? Для строительства такого каркасного дома размерами 6 на 8 метров достаточно минимальной толщины плиты в 20 см при расстоянии между рядами арматуры в 10 см.

Нагрузка на грунт в случае использования плиты толщиной 0,2 м будет составлять:

• М = 0,2 м (толщина бетона) * 48 м2 (площадь основания) = 9,6 м3 (объем плиты);
• 9,6 м3 * 2500 кг/м3 = 24000 кг (масса плиты);
• 24000 кг + 32620 кг = 56620 кг (общая масса основания и дома);
• 56620 кг / 480000 см2 = 0,12 кг/см2 (общая нагрузка основания и дома на грунт).

При максимально разрешенной нагрузке в 0,35 кг/см2 фактическая нагрузка составит 0,12 кг/см2. Какая толщина плиты фундамента должна быть? Отсюда делаем вывод, что монолитной железобетонной плиты толщиной в 20 см будет более чем достаточно для постройки каркасного дома с выбранными параметрами.

Как рассчитать толщину

При расчете толщины для плитного основания необходимо принимать во внимание сведения об уровне промерзания грунта на выбранном участке. Рассчитать толщину плиты основания с учетом нагрузки необходимо при помощи следующей формулы: S > n · F / (c · R0). В ней c – значение основных условий работы; n– коэффициент надежности, равен 1,2; F – общая масса на фундамент, заключенная в сумме веса постройки, основания и других нагрузках; R0 – сопротивление грунта под периметром основания; S – площадь периметра основания.

А вот как залить фундамент для пристройки к дому, и как это сделать самостоятельно, поможет понять видео из данной статьи.

Также будет интересно узнать о том, как выглядит нижняя обвязка каркасного дома на столбчатом фундаменте.

Для тех кто хочет узнать о том, как происходит замена старого фундамента под деревянным домом, стоит перейти по ссылке: https://2gazon.ru/postroiki/zhilye/fundament/zamena-pod-derevyannym-domom.html

Как происходит установка теплицы из поликарбоната на фундамент, и как это сделать своими руками, поможет понять данная статья.

Глубина заложения

Глубина залегания основания из монолитной железобетонной плиты не так сильно влияет на выполнение им своей основной функции, как данная характеристика у других типов опор.
Тем не менее определение глубины заложения плитных фундаментов мелкого и глубокого заложения может варьироваться в зависимости от нескольких факторов:

• от глубины промерзания грунта;
• от типа грунта;
• от общей нагрузки на грунт;
• от уровня грунтовых вод.

Высота котлована и толщина монолитной плиты фундамента для различных типов почв указана в соответствующих нормативных документах, например, СНиП 2.02.01-83 и СНиП IIБ.1-62.

Ниже приведены примерные рекомендации при монтаже:

1. Высота песчаной-щебневой подушки. Толщина может колебаться от 15 до 60 см и зависит от глубины промерзания почвы в данной местности и типа почвы. Если глубина промерзания почвы более одного метра, рекомендуется насыпать 40–45 см песка и 15–20 см щебня. Общая толщина составит 60 см. Если же глубина промерзания от 50 до 100 см, достаточно подушки общей толщиной 30–40 см.
2. Толщина слоя теплоизоляции должна быть не менее 10 см в теплых регионах и 15 см в северных. Здесь необходимо учитывать, что чем выше влажность почвы, тем толще должен быть теплоизоляционный слой.
3. Высота железобетонного основания не должна быть меньше 15 см. Такой слой используется при строительстве одноэтажных каркасных домов или хозяйственных построек. При возведении кирпичного или монолитно-бетонного строения толщину слоя рекомендуется делать 25–30 см.

Таким образом, расчет глубины залегания и толщины производится индивидуально на конкретно выбранном участке. Для северных районов с нестабильными грунтами необходим котлован глубиной 80–100 см при общей толщине основания в 100–120 см, для строительства на стабильных грунтах в теплых или умеренных климатических условиях достаточно глубины 30–40 см при толщине «пирога» в 50–60 см.

Важно! На скальных стабильных грунтах глубина залегания минимальна и может составлять 20 см.

Усредненные показатели для разных строений

Разброс допустимых значений толщины плиты монолитного основания достаточно невелик. В частном домостроении можно ориентироваться на следующие показатели:

Приведенные в таблице значения позволяют оценить, как толщина плиты зависит от сложности и веса возводимого сооружения. Увеличивать толщину до 0,5 м нецелесообразно, поскольку конструкция потеряет основное преимущество «плавающей» плиты – возможность перемещения вместе с сезонными подвижками грунта. Точные показатели получают расчетным путем на этапе проектирования плитного основания.

Количество арматуры

Расчет количества арматуры для плитного фундамента – еще один необходимый параметр: подбираются размер и количество необходимой арматуры в зависимости от толщины железобетонной плиты.

Согласно СНиП, при высоте плиты до 15 см используется один ряд арматурной сетки, от 15 см до 30 см – два ряда, свыше 30 см – три и более рядов.

Для железобетонных оснований используется арматура диаметром 12–16 мм, чаще всего 14 мм. Поперечные соединения рядов производятся с помощью прутков диаметром 8–10 мм.

Шаг арматуры может быть различным, в зависимости от того, какая толщина плиты фундамента: до 25 см используют шаг 15 см, если толщина плитного фундамента свыше 25 см – 10 см.

Фундамент плита: расчет толщины и других размеров арматуры для плиты толщиной 20 см при шаге в 150 см и диаметре прутьев в 12 мм для основания размерами 6*8 м на конкретном примере:

1. Длина стержней составит 6 м и 8 м соответственно.
2. Количество стержней по ширине: 6 м / 0,15 м (шаг арматуры) * 2 (слоя) = 80 шт.
3. Количество стержней по длине: 8 м / 0,15 м * 2 = 106 шт.
4. Суммарная длина стержней: 80 шт * 8 м + 106 шт * 6 м = 640 м + 636 м = 1276 м.
5. Общая масса материала: 1276 м * 0,888 кг/м (из справочника) = 1133 кг.

Важно! При закупке материалов всегда необходимо учитывать запас в 5–10 % от необходимого количества. Это избавит от траты времени на посещение магазинов в процессе постройки.

Особенности плитных фундаментов

К явным преимуществам плитных фундаментов (о плюсах и минусах плитного фундамента) можно отнести следующее:

• простота конструкции;
• высокая степень долговечности: железобетонный монолит может простоять более сотни лет без разрушительных изменений;
• способность быстро перемещаться в ответ на подвижки грунтов, сохраняя при этом устойчивость надземной части строения и пр.

К основным недостаткам плитного фундамента можно отнести его высокую стоимость. Кроме того, с момента его возведения и до начала строительства здания или сооружения должно пройти достаточно много времени – пока бетон не достигнет технологически оправданного показателя прочности.

Еще один минус – для выполнения работ по заливке бетона необходимы определенные погодные условия.

Несмотря на довольно обширный перечень недостатков, плитный фундамент является едва ли не самым надежным. Но данное утверждение справедливо лишь при одном условии — если правильно произведен расчет толщины плиты фундамента.