Монолитная плита фундамента и расчет ее толщины на первом этапе строительства

Технология строительства утепленной плиты

С целью защиты дома от теплопотерь можно создать утепленные плитные фундаменты своими руками — пошаговая инструкция и чертежи помогут реализовать такую задачу в сжатые сроки. Любая железобетонная монолитная плита включает в себя несколько слоев, а при наличии утепляющих элементов их количество возрастает

Чтобы получить требуемое качество, важно правильно создавать каждый уровень

Подготовка основания

На начальном этапе производится подготовка основания. Параметры котлована должны соответствовать размерам постройки и быть больше на 1 м. На выделенном участке снимается слой плодородной почвы, а по краям котлована фиксируются дренажные трубы, которые будут отводить поверхностные воды.

Дно тщательно разравнивается, ямы засыпаются, а возвышенности удаляются. На обработанную поверхность укладывается слой геотекстиля — он должен покрыть дно и стенки котлована.

Дальше высыпается чистый песок средней фракции слоем в 20-30 см. Для его трамбовки используется виброплита. Поверх насыпается щебень равномерным слоем с последующей трамбовкой. Еще на подготовительном этапе следует установить все инженерные системы.

Бетонная подготовка

По периметру углубления устанавливаются опалубка из досок толщиной 40 мм или фанеры с параметрами 18-21 мм. Высота конструкции определяется с учетом толщины оставшихся слоев. По краям опалубки удобно отслеживать уровень бетонного раствора, поэтому лучше использовать обрезную доску. На гравийную подушку помещается бетон слоем 100 мм.

Для этой работы подходит материал невысокой марки — В7,5 или В10. Наличие бетонного слоя обеспечит надежную основу для гидро- и теплоизоляции.

Гидроизоляция

Поскольку монолитная плита фундамента под частный дом заглублена в почву, ее нужно покрывать слоем гидроизоляции. Для этих целей применяют обмазочную и рулонную изоляцию. Основание нужно очистить от пыли, а потом пропитать керосином или растворителем. При фиксации рулона его можно выпускать за пределы на 10-15 см.

Утепление

В качестве утепляющего материала для фундамента применяют экструдированный пенополистирол с повышенной плотностью. Этот слой должен обладать толщиной 10-15 см. Точные параметры зависят от условий эксплуатации.

Армирование

Роль армирующего элемента выполняет ребристая арматура класса AIII диаметром 12-14 мм. Ее укладывают вдоль и поперек, соблюдая шаг 15-30 см. Параметры армирования определяются отдельными расчетами. В процессе армирования создается клетка.

Заливка бетоном

Параметры плиты могут меняться в зависимости от разных факторов и варьироваться от 20 до 50 см. Заливать ее нужно бетонным раствором марки В30 за 1 прием, исключая появление вертикальных швов.

Лучше заказать бетон с доставкой и заранее распределить его порции. Уплотнять материал нужно глубинными вибраторами с высокочастотными колебаниями.

Уход за бетоном

Строительство плитного фундамента требует правильного ухода за бетоном после его заливки. Чтобы сырье хорошо затвердело, нужно поддерживать влажность в пределах 90-100% и температуру +5ºС. Заливку лучше проводить в теплую погоду при +20ºС.

Последующий уход заключается в бережном обращении с плитой для защиты от повреждений. После укладки бетон закрывается пеленкой или слоем брезента, что необходимо для защиты от прямых солнечных лучей и ветра.

Когда снимать опалубку

Демонтаж опалубки для ФБС производится после набора бетоном 70% от заводской прочности. Точный термин определяется окружающей температурой.

Расчет толщины плиты

Расчет выполняется по СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и по руководству «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа» в два этапа:

• сбор нагрузок;
• расчет по несущей способности.

Сбор нагрузок включает в себя проведение работ по вычислению общей массы дома с учетом веса снегового покрова, мебели, оборудования и людей. Значения для домов из различных материалов можно взять из таблицы.

Тип нагрузки	Значение	Коэффициент надежности
Стены и перегородки
Кирпич 640 мм	1150 кг/м2	1,2
Кирпич 510 мм	920 кг/м2
Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм	690 кг/м2
Брус 200 мм	160 кг/м2	1,1
Брус 150 мм	120 кг/м2
Каркасные 150 мм с утеплителем	50 кг/м2
Перегородки гипсокартонные 80 мм	30-35 кг/м2	1,2
Перегородки кирпичные 120 мм	220 кг/м2
Перекрытия
Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм	625 кг/м2	1,2 — для сборных и 1,3 — для монолита
Деревянные по балкам	150 кг/м2	1,1
Крыша по деревянным стропилам
С металлическим покрытием	60 кг/м2	1,1
С керамическим покрытием	120 кг/м2
С битумным покрытием	70 кг/м2
Временные нагрузки
Полезная для жилых зданий	150 кг/м2	1,2
Снеговая	В зависимости от района строительства по п. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Снеговой район определяется по СП «строительная климатология».	1,4

Важно! В таблице уже учитывается толщина конструкций. Для вычисления массы остается лишь умножить на площадь

Кроме этого, каждую нагрузку необходимо умножить на коэффициент надежности. Он необходим для обеспечения запаса по несущей способности конструкции из бетона и предотвращения проблем при незначительных ошибках строителей или изменениях условий эксплуатации (например, смена назначения здания). Все коэффициенты принимаются по СП «Нагрузки и воздействия».

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем. Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

P1= M1/S,

где P1 -удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

Далее необходимо рассчитать разницу (Δ) между полученным значением и числом, приведенным в таблице выше, в зависимости от типа грунта.

Δ=P-P1

где P — табличное значение несущей способности грунта.

M2 = Δ*S,

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

Следующая формула:

t = (М2/2500)/S,

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а также выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования

Заливка плиты фундамента

Для бетонирования фундамента необходимо использовать бетон наивысшего качества. Как говорилось в начале: экономить здесь не следует. Может выйти боком. Обычно используют либо бетон B15, известный еще под маркой М200, но лучше использовать высокопрочный бетон класса B 22.5, известный как М300 и выше. Он гарантированно обеспечит надежность и долговечность всей конструкции.

Заливка фундамента происходит несколькими способами. Все зависит от доступности площадки для строительного миксера, в простонародье «бетономешалки».

Самый простой способ подачи бетона — это заливать напрямую из бетономешалки через лоток либо через специальный рукав прямо в опалубку.

Это в том случае, если есть возможность близко подъехать к строительной площадке. Если такой возможности нет, то бетон подают по длинному желобу из досок, проталкивая лопатой, через каждый метр, пока смесь не достигнет опалубки.

После выгрузки бетон необходимо утрамбовать, чтобы он равномерно заполнил все полости. Для этого используют вибратор, погружая его в бетон через каждый метр. В принципе, при отсутствии вибратора, уплотнять бетон можно и лопатой.

Далее плиту выравнивают. Уровень выставляют специальными маячками еще на этапе укладки арматуры. Если верхним краем является край опалубки, то процесс упрощается. В противном случае можно использовать натянутую веревку или куски арматуры. Для выравнивания используют длинный отрезок доски либо алюминиевую линейку, начиная от одного края и плавно ведя к противоположному концу по маякам.

После заливки, уплотнения и выравнивания бетону нужно созреть. При этом необходимо соблюсти некоторые правила:

• бетон не должен высохнуть. В первые дни его необходимо смачивать водой. Также это необходимо делать в летнюю жару;
• бетон не должен замерзнуть. Если работы проходят в зимнее время, плиту необходимо прогревать либо из тепловой пушки, либо погруженными в бетон электрическими тэнами. При температуре выше +5° достаточно будет накрыть его пленкой или рубероидом;
• бетон не должен подвергаться атмосферным осадкам в период схватывания.

Уже через несколько дней опалубку можно будет снять. Строить можно начинать после того, как бетон приобретет хотя бы 70% своих свойств. Это происходит после трех недель созревания. При покупке бетона необходимо серьезно подойти к выбору поставщика. Существует риск, что вместо заказанной и оплаченной вами марки бетона, вам привезут более низкую, а значит, более дешевую марку. Отличить это непрофессионалу практически невозможно.

Не рекомендуется связываться с посредниками. Лучше всего заказывать бетон на больших заводах ЖБИ, которые поставляют бетон для строительства монолитных многоэтажек. В этом случае риск нарваться на недобросовестного поставщика значительно ниже или вообще отсутствует. Цены там могут быть чуть выше средних, но зато у вас будут какие-то гарантии качества.

Виды монолитного фундамента

Что касается видов, то здесь можно выделить два основных варианта, которые используются в строительстве:

• Применение ЖБИ изделий. Здесь, в качестве основы используются плиты и железобетонные блоки. Они свариваются между собой, укладываются на подготовленную, ровную поверхность. Кроме того, все пустоты между этими блоками рекомендовано заполнять бетоном. Изначально большинство ЖБИ-изделий армировано и изготовлено с использованием технологии вибропрессования, что позволяет добиться максимальной прочности. Подобный метод несколько дороже своего прямого конкурента.
• Монолитная плита. Этот вариант представляет собой наиболее востребованный способ. Он требует предварительной подготовки поверхности, углубления котлована на величину будущей плиты, армирование и последующее высыхание плиты.

Что еще можно рассчитать, имея значение толщины?

Некоторые частные застройщики следуют общепринятым рекомендациям по выбору толщины плиты и не проводят самостоятельные расчеты. Такой способ приемлем в индивидуальном домостроении, если собственник сам берет на себя ответственность за надежность возводимой конструкции.

Таким образом, зная толщину монолита, можно узнать:

• потребность в растворе;
• выбрать шаг армирования и толщину арматуры;
• посчитать количество металлопроката для вязания армирующего каркаса.

Необходимый объем бетонного раствора

Объем бетона находят по обратной формуле:

При этом нужно учитывать свойства бетона и условия его затвердевания. На практике делают запас в размере 20% от расчетного параметра.

Шаг армирования и толщина прута

Схему армирования выбирают по действующим правилам СП 63.13330.2018. Если толщина плиты не превышает 0,15 м, то армирование ведут в один слой. В противном случае армирующий каркас состоит из двух поясов, расположенных по отношению друг к другу на таком расстоянии, чтобы вокруг металлической конструкции оставался защитный слой бетона толщиной не менее 4 см.

Шаг между прутками будет от 20 до 40 см в зависимости от типа проектного сооружения:

• 20 см – для фундамента под каркасные и деревянные дома;
• 30 см – для фундамента под здания из кирпича и других тяжелых строительных материалов.

Под несущими стенами и в местах, где будут увеличена нагрузка на фундамент, шаг между арматурой целенаправленно уменьшают.

Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.

Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, нужно:

• найти площадь сечения плиты;
• найти допустимую площадь сечения прута, которая будет составлять 15% от площади сечения плиты;
• вычислить суммарную площадь арматуры в одном поясе;
• используя длину плиты и шаг между прутками, найти минимальное сечение арматуры.

Количество арматуры

Количество арматуры легко рассчитать, имея перед собой схему армирования фундамента. Поочередно складывают продольные и перпендикулярные прутки, учитывают размер вертикальных перемычек и количество точек пересечения металлических стержней.

Если каркас состоит из двух поясов, то полученное значение увеличивают в двое. Как правило, арматуру продают на вес, поэтому количественный показатель нужно увеличить на плотность металла и перевести в тонны.

План расчета плитного фундамента

А). Поройтесь в ваших разрешительных бумагах и отыщите то самое инженерно-геологическое изыскание, которое мы настоятельно рекомендовали сделать, а не проигнорировать. Ведь именно там точно указано, каков тип почв, да какова глубина залегания грунтовых вод, да как высоко проходит линия промерзания под вашим будущим домом. Собственно, зная тип грунта, по таблице ниже определите удельное давление фундаментной плиты на почву.

(табл. 1)

Оптимальное удельное давление фундаментной плиты на почву

Если дом будет стоять на грунтах красного цвета, лучше всего расчет плитного фундамента все же заказать проектантам.

Потому что на глинистых грунтах высока вероятность значительного увлажнения почвы, и здание может начать «утопать» из-за резкого уменьшения несущей способности почвы весной. В этом случае нужно выполнить и провести сравнительный анализ свайного и плитного фундаментов.

А если дом стоит на супеси, то возможно, лучше все же ставить заглубленный ленточный фундамент. В общем, красная линия в таблице – это повод задуматься – а нужно ли самому считать толщину плитного фундамента?

В). А теперь опять поройтесь в документах, и найдите строительный план дома. Открывайте спецификацию и начинайте считать общий вес строения, возведенного над фундаментом. Даже без учета рояля, хорошо откормленной тещи и камина, на плитное основание будет денно и нощно давить та еще нагрузка… Поэтому вот вам табличка, калькулятор возьмете сами и, приступайте, благословясь…

(табл. 2)

Расчет веса

Если угол наклона вашей крыше почти такой же как в альпийском домике в стиле шале (более 60 градусов), можете снеговой нагрузкой пренебречь.

С). А сейчас сосчитайте массу фундамента (M_ф), которая выдержит дом вместе с тещей и роялем. Для этого сначала вычислите практическую удельную нагрузку на дом. Разделите вес строения на площадь фундаментной плиты (S_ф). Теперь сравните полученное число с тем, что стоит в табл. 1. Разницу между полученным и табличным значениями умножьте на площадь S_ф – вот вам и масса плиты-основания.

D). Плотность железобетона – 2 500 кг/м3, помните? Ну, а дальше, все как физик прописал:

Дано – масса (M_ф), плотность (ρ);

Найти – объем (V_ф).

Решение очевидно (7 класс средней школы):

                              V_ф= M_ф/ρ

Ну, а теперь опять идем к третьеклашке и задаем такую задачку:

Дано – объем (V_ф), площадь (S_ф) (для вас может и основания дома, но для школьника это параллелепипед);

Найти – высоту (H_ф) (для школьника, а для вас – толщину плитного фундамента).

Ребенок (если не круглый двоечник), знает:

                              V = S x H;

Отсюда                Н = V/S.

Ну вот и все. Нашли толщину, теперь округлите ее в большую сторону к ближайшему кратному 5. Это нужно, чтобы заливать было удобней. Впрочем, если вам проще сделать высоту плиты основания 34 см – можете не округлять.

Типы грунтов

По этим причинам нужно тщательно выбирать почву, на которой строить, а на основе этого определить и нужную толщину фундамента.

Песчаный грунт

По размеру зёрен песчаные грунты делят на:

• Гравелистые;
• Крупные;
• Средние;
• Мелкие;
• Пылеватые.

Армирование ленточного фундамента

Пылеватые и мелкие пески не могут служить надёжной опорой для фундамента, а особенно если в них есть примесь глины или ила. Вот крупнозернистые пески в меньшей мере подвержены пучению, имеют малую водопоглощаемость, поэтому такие грунты служат отличной основой.

Если грунтовые воды протекают на глубине от 2 метров от уровня промерзания, то уровень заложения фундамента равен примерно 6,5 метрам.

Если уровень грунтовых вод находится на достаточно близком расстоянии от поверхности земли, то фундамент нуждается в дополнительной защите, например, его расширении, использовании свайной конструкции и так далее.

Торфянистая почва

Такая почва не может быть хорошим основанием для фундамента. Это связано с тем, что торфянистые грунты имеют большой процент влажности.

Рытье котлована и установка опалубки

В принципе, в рытье котлована нет ничего сложного. Необходимо вынуть грунт на определенную глубину. Главное при этом не допустить заглубления в какой-либо части котлована.

Если это вдруг произошло, то не нужно ни в коем случае подсыпать грунт или песок. Тогда надо углубить котлован на эту величину. Дно выравнивается.

Далее по шнурам разбивают оси. В местах их пересечения будут находиться углы дома. Иногда под фундаментом прокладывают трубы для отвода стоков или дождевой воды.

Монтаж закладных под коммуникации и установка кольцевого дренажа по периметру фундаментаДренажная труба укладывается в щебень, который обернут геотекстилем высокой плотностиСмотровые колодцы дренажной системы устанавливаются по уровнюПосле монтажа закладных и дренажа делаем подушку из крупнозернистого песка с проливкой и послойным уплотнением

Похожие:

Верхний слой подушки устраивается из гравийного щебняМонтаж гидроизоляционной мембраныВсе швы проклеиваются битумной лентой

Опалубку делают из прочных строительных досок. Из нее сбивают каркас. Углы укрепляют. Изнутри ее закрывают пленкой или рубероидом и зачастую утепляют пенополистиролом.

Бока укрепляют распорками через каждые 50-70 см. С одной стороны их упирают в опалубку, с другой — в дно или стену котлована. Также необходимо оставить рабочий зазор между стеной котлована и опалубкой. Опалубка должна быть собрана ровно, без зазоров. В ней не должно быть перепадов. Иначе может быть перерасход бетона при заливке фундамента. Об этом говорилось выше.

Определение размеров основания: пример

Вычисления включают в себя следующие шаги:

• подбор геометрических параметров;
• расчет бетона на фундамент;
• и расчет армирования ленточного фундамента.

Для расчета фундамента возьмем двухэтажный кирпичный дом с наружной стеной 510 мм, суммарная высота наружной стены —4,5 м. Внутренних стен нет. Он расположен в г.Москва, грунт на участке — среднезернистый песок (R = 5 кг/см2). Перекрытия (2 шт., над подвалом и над первым этажом) из плит ПК, перегородки гипсокартонные высотой 2,7 м и общей протяженностью 20 м.

Тип нагружения	Вычисления
Фундамент монолитный (предварительно шириной 0,6 м по периметру здания, равному 36 м)	36м*0,6м*2м*2500кг/м3*1,3 = 140400 кг
Стена из кирпича	6м*4,5м*4шт.*920 кг/м2*1,3 = 129168 кг
Гипсокартонные перегородки	20м*2,7м*30кг/м2*1,1 = 1782 кг
Перекрытия	2шт*6м*6м*625 кг/м2*1,2 = 54000 кг
Крыша	6м*6м*60кг/м2*1,05 = 2268 кг2268 кг/cos30° = 2607 кг
Полезное	2 перекрытия*36м2*150кг/м2*1,2 = 12960 кг
Снеговое	36м2*180кг/м2*1,4 = 9072 кг
Сумма	349 989 кг

В = Р/(L*R) = 349989кг/ (36000см*5кг/см2) = 1,94м. Конструкция рассчитана.

Рассчитанный размер ширины округляем до 2 м. Для ширины по всей высоте это много, достаточно будет 50 см под стены 51 см. Свес 1 см допускается (максимальный составляет 4 см в одну сторону). Ширина подошвы больше той, которая использована в расчете, но по всей высоте размер меньше первоначального. По этой причине нет необходимости переделывать вычисления с новой массой подземной конструкции.

Подсчет бетона

Перед покупкой смеси должна быть вычислена ее необходимая кубатура. Для этого потребуется просто найти объем ленты. К количеству бетона для ленточного фундамента рекомендуется прибавить запас в 5—7%.

Армирование

Арматура для ленточного фундамента нужна, чтобы скомпенсировать изгибающие воздействия. Какую арматуру использовать правильно для армирования? Здесь все зависит от высоты подземной части и ее длины. Чтобы понять, какая арматура нужна в качестве рабочей, делают простые вычисления. Расчет количества арматуры выполняется так, чтобы ее суммарное сечение составляло 0,1% от сечения бетонной конструкции. При этом есть минимальные конструктивные требования:

• Какая арматура нужна для конструкции с длиной стороны менее 3 м? Ответом будет сечение 10 мм.
• При длине стороны более 3 м потребуется 12-ти миллиметровая арматура для фундамента.

Армирование фундамента компенсирует изгибающие воздействия

Дальше требуется рассчитать количество для хомутов. Они соединяют рабочие детали каркаса между собой. Раскладка арматуры в ленточном фундаменте предполагает наличие вертикальных и горизонтальных хомутов. Их изготавливают из стержней диаметром 8 мм. Шаг назначают в пределах 20—30 см. В углах шаг уменьшают в два раза.

Вычисление количества арматуры для ленточного фундамента помогает сэкономить время и деньги. Зная точное количество арматуры для каждого диаметра и ее шаг можно легко выполнить усиление ленты и закупить материалы.

Схема с размерами ленточного основания

Теперь можно приступать к расчету необходимого для заливки фундамента бетона. Количество арматуры чаще всего не считают, так как ее пойдет минимум, учитывая массу бани. Поэтому принимают за единственно верный показатель − объем бетона. Для бани площадью 100 м 2, ширина бетонной ленты 0,4 м и глубина 0,6 м, необходимое количество бетона будет составлять 100 х 0,4 х 0,6=24 м 3. Это тот объем бетона, который нужно изначально подготовить, чтобы одновременно залить ленточный фундамент для бани.

Нередко используют несъемную опалубку, которая обеспечивает дополнительную несущую способность основанию и делает поверхность максимально гладкой. В этом случае, вертикальные прутья должны быть спрятаны в бетоне, интервал между поясами составляет 50−60 см. Все соединения следует делать только с помощью проволоки или зажимов, сварку лучше не использовать.

Рекомендуется делать расчеты ленточных оснований для любого здания, даже небольшого гаража или хозяйственной постройки. Так как только после правильного расчета нулевого уровня, выбора оптимальных строительных материалов и конструкций будет гарантия того, что сооружение прослужит максимально возможный срок.

Расчет материалов Вы так же можете произвести на нашем онлайн калькуляторе доступном в меню.

Как рассчитать толщину фундаментной плиты

Чтобы правильно выполнить расчет толщины плиты, необходимо располагать следующими данными:

• предельная точка промерзания почвы;
• структура грунта;
• глубина залегания подземных вод.

Самый простой расчет заглубления фундамента – к точке промерзания прибавляется 60 см. Актуальность монолитной плиты в рои опоры дома возрастает на пучинистых и часто подтопляемых грунтах. Технология строительства такого фундамента по вложенным средствам существенно отличается от возведения столбчатого или ленточного основания.

Армирование монолитной плиты – обязательный этап фундаментных работ

Конструкция фундаментной плиты дома собирается по типу пирога:

1) две сетки из арматуры закладываются на 7-см удалении;

2) поверх, снизу и между сетками устраивается слой из бетона, по бокам армирующего каркаса отступается до 5-ти см;

3) диаметр сечения арматурных прутьев должен превышать 120 мм.

Базовая толщина монолитной фундаментной плиты, исходя из вышеприведенных правил, равна 21,8 см.