Фундамент плита расчет толщины


Плитный фундамент расчет толщины - подробное объяснение с удобным калькулятором

Иногда при планировании постройки собственного дома обстоятельства складываются таким образом, что привычная, надежная и относительно недорогая схема ленточного фундамента становится попросту невозможной. Обычно к таким заключениям приходят в тех случаях, когда оценка состояния грунтов на участке говорит об их недостаточной несущей способности или выраженной склонности в морозному вспучиванию. Можно, конечно, закладывать глубокую ленту, опуская ее подошву ниже уровня промерзания грунта, но это чрезвычайно осложняет проект и приводит к большому удорожанию его реализации. Кроме того, этому может помешать и слишком близкое расположение подземных водоносных горизонтов. В качестве альтернативы рассматривают вариант возведения плитного фундамента неглубокого заложения.

Плитный фундамент расчет толщины

У этого типа фундамента есть еще одно расхожее название – «плавающий», которое довольно точно характеризует его особенности. Действительно, равномерное распределение нагрузки от здания и массы самой плиты по большой площади приводит к тому, что удельное давление получится минимальным, и железобетонное основание здания как будто «плавает» на поверхности, не осаживаясь вглубь и повторяя сезонные вертикальные колебания грунта. Но это значимое преимущества лишь тогда раскрывается в полной мере, когда размеры плитного фундамента, и, в частности – его толщина, соответствуют и реальным условиям эксплуатации здания, и параметрам постройки, возведенной на таком основании.

Давайте поближе разберемся в этом вопросе: плитный фундамент расчёт толщины, в зависимости от условий участка под строительство, и от специфики планирующегося к возведению здания.

Принцип строения плитного фундамента

Чтобы понять, на чем основан расчет толщины плитного фундамента, для начала необходимо разобраться с принципом его обустройства. Дело в том, что это не просто монолитная железобетонная плита, уложенная на грунт, а целая совокупность слоев из различных материалов, каждый из которых по-своему важен.

Схема принципиального устройства плитного «плавающего» фундамента

В первую очередь на месте строительства обязательно выбирается насыщенный органикой плодородный слой почвы, с тем, чтобы дно котлована под фундамент достигло несущего слоя грунта (поз.1). После выкапывания дно котлована выравнивается в черновую и трамбуется.

«Плавающая» плита должна расположиться практически на поверхности, с небольшим, обычно в 100÷200 мм заглублением. А это значит, что выбранный плодородный грунт должен быть чем-то замещен. Эту роль выполняют песчаные и гравийные (щебёночные) подушки. А их, в свою очередь, во избежание заиливания и перемешивания с грунтом, целесообразно отделить слоем геотекстиля (поз.2).

Расположение песчаного (поз.3) и щебёночного (поз.4) слоев может различаться, в зависимости от конкретных условий. Так, при глубоком (глубже двух метров) расположении поверхностных водоносных слоев обычно применяется нижняя песчаная «подушка» толщиной порядка 400 мм, затем щебёночная или гравийная. Если же уровень грунтовых вод располагается выше, то оптимальным решением становится нижняя засыпка гравия (щебня) – чтобы свести до минимума капиллярное «подсасывание» влаги снизу. А затем засыпается песчаная подушка, которой выравнивают поверхность, доводя ее до уровня расположения бетонной подготовки.

Одним словом, комбинации могут быть разные. Но что является обязательным в любом случае – это послойная засыпка с очень тщательной трамбовкой каждого из слоев (вручную качественно это выполнить не удастся – потребуется применение виброплиты). Кстати, нередко между слоями песка и гравия (щебня) также прокладывают слой геотекстиля, предотвращающего взаимопроникновение материалов и дающего определённый эффект армирования этих утрамбованных слоев.

Создание песчано-гравийной или щебеночной «подушки» требует очень тщательной послойной трамбовки с применением виброплиты

При качественном исполнении этих «подушек» они способствуют максимально равномерному распределению нагрузок от плиты на грунт, становясь подобием «демпфера», в переделённой степени гасящего сезонные колебания грунта.

Так как поверх «подушек» будет заливаться раствор, их сверху необходимо прикрыть слоем гидроизоляции (поз.5). В этих целях на данной этапе можно применить обычную техническую полиэтиленовую пленку толщиной не менее 200 мкм. Это еще не основной гидроизоляционный барьер – сейчас задача просто удержать влагу в слое бетонной подготовки до ее созревания.

Поз. 6 – это как раз сама бетонная подготовка (ее часто называют «подбетонкой»). Она представляет собой залитый и выровненный слой тощего бетона (обычно достаточно марочной прочности М100). Толщина подбетонки в пределах 50 ÷ 100 мм, в армировании она не нуждается, так что слишком дорогим ее создание не выглядит. Нередко в целях экономии это слой исключают, и совершенно напрасно – бетонная подготовка позволяет выполнить высококачественную, гарантированно надежную гидроизоляцию, создает ровную поверхность под утепление фундаментной плиты.

Слой подбетонки с настеленной сверху рулонной гидроизоляцией с заходом на стенки опалубки – можно переходить к вязке армирующего каркаса и заливке плиты

Основной слой гидроизоляции (поз.7) – главный барьер от проникновения влаги к фундаменту снизу. Практика показывает, что лучший вариант для такого барьера – это не менее двух слоев полимер-битумных рулонных материалов, уложенных на подбетонку с соблюдением технологических правил монтажа подобной гидроизоляции.

Как и чем выполняется качественная гидроизоляция фундамента?

Монолитную плиту фундамента необходимо защитить от воздействия влаги со всех сторон. Какие рулонные материалы предпочтительнее для качественной гидроизоляции фундамента своими руками, какова технология их укладки – обо всем этом в специальной публикации нашего портала.

Поверх гидроизоляции нередко укладывают слой утеплителя (поз. 8), в качестве которого обычно выступает экструдированный пенополистирол. Такой подход дает немало преимуществ, однако, имеет и свои «слабые места», так что этот слой применяется далеко не везде и не всегда. Так что довольно часто прямо на слой основной гидроизоляции проводится заливка уж самой монолитной фундаментной плиты (поз. 9). Ее толщина может быть в пределах от 100 до 300÷ 350 мм (имеются в виду условия частного строительства) – именно этот вопрос мы и будем рассматривать далее. Ну а от толщины зависит и конструкция армирующего каркаса плиты (поз. 10). Так, при толщинах до 150 мм применяется армирование в один ярус. При большей толщине – в два, с обязательным 50 мм слоем между каждым ярусом и внешней поверхностью плиты.

В тему рассмотрения не входят, но на схеме все же указаны некоторые другие элементы конструкции:

— поз. 11 – вертикальная гидроизоляция монолитной плиты (цокольной части);

— поз. 12 – дренажная траншея со щебёночным наполнением;

— поз. 13 – дренажная труба;

— поз. 14 – утрамбованная песчано-гравийная засыпка пазух вокруг плитного фундамента.

— поз. 15 – слой термоизоляции (экструдированного ППС) для утепления отмостки вокруг плиты. Этот слой в идеале должен состыковаться с утеплением самой плиты снизу.

— поз. 16 – отмостка (бетонная, плиточная или иная) вокруг фундамента.

Как правильно сделать отмостку вокруг цоколя?

Для надежности и долговечности любого фундамента необходимо не только соблюдение технологии его создания, но и правильное обустройство прилегающего к нему по периметру участка территории. Обо всех нюансах самостоятельного создания качественной отмостки вокруг дома – читайте в специальной публикации нашего портала.

Для более полной картины об особенностях плитного фундамента – соответствующий видеосюжет:

Видео: в чем выражаются достоинства и недостатки плитных фундаментов для загородных домов?

Как рассчитывается толщина фундаментной плиты?

Принцип расчета

Разброс допустимых толщин монолитных фундаментных плит в практике индивидуального строительства – довольно невелик. Как привило, этот параметр оценивается в 150 – 300 мм. Впрочем, для хозяйственных построек могут быть плиты и в 100 мм, а для крупных построек – доходить до 350÷400 и даже более, но это уже достаточно редкое явление. Можно примерно ориентироваться на следующие показатели:

— лёгкие пристройки, садовые сооружения, постройки хозяйственного назначения – 100÷150 мм.

— легкие каркасные дома, одноэтажные постройки из бревен, бруса, газосиликатных блоков – 200÷300 мм.

— двухэтажные срубы или дома из бруса, одноэтажные здания из силикатного кирпича или бетона – 250÷350 мм.

— двух- или трёхэтажные коттеджи из кирпича или иных тяжелых материалов – 300÷400 мм.

Надо правильно понимать, что при таких толщинах, при использовании качественного бетона марки М300 (В22.5) и при правильном, соответствующем СНиП армировании плиты, она имеет колоссальный резерв прочности. И каких-либо угроз в плане слабости фундамента под планируемую нагрузку – ожидать обычно не приходится. Такой фундамент спокойно выдержит массу постройки и «ответное» деформирующее воздействие со стороны грунта. Казалось бы, в таком случае нечего и «огород городить» — зачем еще проводить какие-то расчеты толщины?

А они, оказывается, все равно важны, правда, проблема уже рассматривается с совершенно иных позиций. А конкретно: будет ли фундамент оправдывать свое второе название – «плавающий», не станет ли он буквально «тонуть» в конкретном типе грунта, или же, наоборот, окажется слишком легким.

Попробуем пояснить этот подход несколько подробнее.

Любая серьезная стройка не зря всегда начинается с геологического исследования участка. Важно определиться с характером грунтов, послойно, чтобы оценить и глубину их залегания, и толщину слоев, и расположение возможных водоносных горизонтов.

Проектирование дома, в том числе – и его фундамента, обязательно должно предваряться взятием проб грунта для оценки его несущих способностей

 Для дальнейших расчетов и проектирования здания важно получить точную картину. Дело в том, что каждый из типов грунтов обладает собственной несущей способностью. По своей физической сути – это сопротивление нагрузке, выпадающей на единицу площади. Понятно, что при проведении расчетов всегда принимают во внимание, что давление, вызванное суммарной массой дома и самого фундамента, с учетом временных динамических и статических (например, ветровых и снеговых), эксплуатационных (люди, имущество, мебель и т.п.) нагрузок не должно превысить несущей способности грунта, на который опирается фундамент.

Для примера – таблица со значениями расчетных сопротивлений нескольких распространенных типов грунтов.

Тип несущего грунта на участке строительстваСопротивление грунта
кгс/см²кПа
Гравий, щебень, крупнообломочные грунты5,0÷6,0500÷600
Пески крупные и гравелистые3,5÷4,5350÷450
Пески средней крупности2,5÷3,5250÷350
Плотные пески мелкой или пылеватой фракции2,0÷3,0200÷300
Пески мелкой или пылеватой фракции, но средней плотности1,0÷2,0100÷200
Супеси, твердые и пластичные2,0÷3,0200÷300
Суглинки, твердые и пластичные1,0÷3,0100÷300
Глины твердые3,0÷6,0300÷600
Глины пластичные1,0÷3,0100÷300

Казалось бы – все просто. Но вот именно для плитного фундамента подобный подход должной степенью объективности не отличается. Как уже говорилось, большая площадь опоры сводит возможные нагрузки на грунт к минимуму, и особо переживать за то, что будет превышено предельное сопротивление грунта – не приходится. И чтобы более наглядно оценить картину, лучше принимать во внимание так называемое оптимальное удельное давление. Этот параметр рассчитан специалистами в области строительства специально для плитных фундаментов и для различных типов грунтов. Если давление от здания на грунт будет в пределах этого «оптимума» или незначительно отличаться от него, в диапазоне, скажем, не более  плюс-минус 25%, то можно быть уверенным в том, что плитный фундамент в полной мере выполняет свою функцию и раскрывает все свои преимущества.

Это позволяет избежать крайностей. Слишком тяжёлая комбинация «плита +дом» со временем обязательно начнет постепенно погружаться в грунт. Но ничего хорошего не обещает и другая крайность – когда нагрузка на грунт становится недопустимо малой. Мало приятного будет, если постройка станет чутко (как «поплавок» в воде) реагировать на милейшие колебания грунта, то есть покажет себя из-за легкости чрезмерно «плавающей». Например, неравномерное оттаивание земли весной на северной и южной стороне дома в такой ситуации запросто может привести к перекашиванию плиты, а значит – и всего здания в целом, что может закончиться появлением трещин или иных деформаций.

Одним словом, необходимо максимально точно приблизиться к значению оптимального удельного давления. Величины этого параметра для разных грунтов показаны в таблице ниже:

Тип грунта, на котором будет заливаться монолитная плитаОптимальное значение распределённой нагрузки на грунт, кгс/см²
Плотные пески мелкой или пылеватой фракции0.35
Пески мелкой или пылеватой фракции, но средней плотности0.25
Супеси, твердые и пластичные0.5
Суглинки, твердые и пластичные0.35
Глины твердые0.25
Глины пластичные0.5

Даже на беглый взгляд заметно, что количество строк здесь уже меньше. Ничего странного – на целом ряде грунтов с высокой несущей способностью возведение плитного фундамента становится совершенно неоправданной затеей, так как достаточно будет значительно более дешевой ленточной схемы.

Кроме того, в таблице жирным шрифтом выделены две строки. В обоих этих случаях рекомендуется провести более тщательный анализ, в том числе и экономический, иных имеющихся вариантов строительства.

Итак, расчет требуемой толщины плиты строится на том, что вначале определяется суммарное давление от здания, с учетом всех тех нагрузок, о которых уже говорилось выше. Эта нагрузка, разделенная на площадь плиты, покажет удельное давление на грунт. (Важно – при учете площади основания не забывают, что размеры плиты должны превышать размеры здания, как минимум на 100 мм в каждую из сторон, а еще лучше – на примерную толщину плиты).

Получив результат, его можно сравнить с оптимальным табличным, найти разницу, и этот недостаток давления компенсировать массой железобетонной фундаментной плиты.

После этого проделывается обратная процедура: получив необходимую массу плиты для такой компенсации, и зная плотность железобетона, несложно весовую характеристику перевести в объем, а затем, при известной площади – и в рекомендуемую толщину плиты.

Вся эта, как может показаться на первый взгляд, запутанная схема успешно воплощена в предлагаемый вниманию читателей калькулятор. Несколько пояснений по работе с ним:

Калькулятор для определения рекомендуемой толщины плитного фундамента

Перейти к расчётам

Результат будет показан в миллиметрах, но следует правильно понимать, что это не окончательное значение, а, скорее, руководство к действию. Здесь возможны несколько вариантов «развития событий»:

Что еще можно рассчитать, имея значение толщины плиты?

Если есть окончательная ясность с толщиной плитного фундамента, то можно провести еще ряд расчетов, которые касаются количества необходимых для его создания материалов.

Необходимый объем бетонного раствора.

Площадь плиты (подчеркиваем – именно плиты, а не дома, так как плита всегда шире) и ее высота позволяет определиться с необходимым объемом бетонного раствора М300, который придется заказывать для заливки. Расчет настолько прост, что городить для него какой-либо калькулятор просто нелепо – произведение площади (м²) на высоту (м) даст нужный объем (м³), к которому обычно добавляют 10% запаса.

Шаг армирования и толщина прута

Армирование плиты производится решетчатой конструкцией. При толщине до 150 мм достаточно одного яруса, расположенного по центру. При толщине 200 мм и более решетки располагаются одна над другой, обычно с равным расстоянием от краев плиты (от 30 до 50 мм).

Решетки увязываются из арматурных прутьев периодического профиля (класса не ниже AIII) диаметром от 12 до 16 мм. Ширина ячейки решетки (шаг укладки прутьев) – обычно от 200 до 300 мм. Пространственное расположение армирующей конструкции обеспечивается установкой краевых хомутов и специальных подставок — «пауков» (показано на схеме ниже). Практикуется, конечно, и обычное вертикальное армирование из отрезков прутьев, но назвать его удобным в монтаже или имеющим хоть какие-то преимущества – не получается.

Примерная схема армирования плиты-фундамента. Хорошо показаны решетки, П-образные хомуты по краям и расставленные по площади плиты подставки-«пауки»

Для вспомогательных элементов арматурного каркаса (хомутов и «пауков») можно использоваться более тонкую арматуру, в том числе и гладкую, диаметром 8 ÷ 10 мм.

Итак, при расчете армирования плиты начинают с определения сечения прута основной решетки и шага укладки. Исходят из норм, установленных СНиП, что суммарная площадь поперечного сечения горизонтального армирования должна быть не меньше 0,3% площади сечения железобетонной конструкции.

Эта зависимость внесена в расположенный ниже калькулятор расчета. Длина и ширина плиты известны, высота — тоже, то есть площадь поперечного сечения вычислить несложно. Имеется  возможность, варьируя шаг установки прутьев в некотором допустимом диапазоне, проследить, как изменяются необходимые диаметры прута, чтобы выбрать оптимальное решение.

Важно: если длина любой из сторон конструкции — более 3 метров, то диаметр прута  основного армирования не может быть меньше 12 мм.

Так как решетка имеет квадратную ячейку, рассчитывать диаметр прута можно по любой стороне фундаментной плиты – значение будет одинаковым для продольных и поперечных прутьев.

Калькулятор расчета необходимого диаметра прута основного армирования плиты

А сколько потребуется арматуры?

Два калькулятора, расположенных ниже, позволять быстро «прикинуть» сколько же арматуры потребуется для создания необходимого армирующего каркаса.

Калькулятор расчета необходимого количества основной арматуры

Необходимо указать линейные параметры плиты, количество ярусов армирования и планируемый шаг вязки решетки. Результат будет показан в метрах, а также пересчитан в количество целых стандартных прутов длиной 11.7 метра. Кроме того, в результат расчета сразу внесен 10-процентный резерв.

Калькулятор расчёта количества арматуры для дополнительного армирования

Для создания двухъярусной пространственной армирующей конструкции фундаментной плиты применяют вспомогательные детали – хомуты и подставки. Для их изготовления можно использовать арматуру, гладкую или периодического профиля, диаметром 8 или 10 мм.

П-образные хомуты связывают обе решетки по краям, соединяя соответствующие по расположению прутья обеих ярусов. Тем самым, кстати, создается еще и усиление армопояса как раз в полосе будущего возведения стен здания.

Длина прута для изготовления такого хомута обычно принимается за 5×h, где h – это расчетная толщина фундаментной плиты.

Подставка-«паук» для задания необходимого расстояния между решётками по высоте.

Подставки–«пауки» имеют трехмерную конструкцию – она хорошо показана на иллюстрации.  Горизонтальные «ноги», которые увязываются к прутьям нижнего яруса, должны иметь длину порядка 1,5 шага решетки. Высота стоек – это запланированное расстояние между верхним и нижним ярусом армирования. И, наконец, длина верхней полки равна шагу решетки.

Плотность установки таких «пауков» – обычно по 2 штуки на квадратный метр.

Все эти размеры и зависимости внесены в программу калькулятора – осталось только указать в соответствующих полях запорашиваемые линейные размеры плиты и шаг армирующих решеток.

Общее количество будет показано в метрах и переведено в стандартные пруты длиной 11.7 метра. Учитывая то, что арматура малых диаметров иногда выпускается прутами по 6 метров, будет произведён и такой перерасчёт.

Калькулятор перевода количества арматурных прутьев в килограммы или тонны

Добавим еще один «бонус». Довольно часто компании, реализующие металлопрокат, публикуют свои прайс-листы, в которых цены указываются за единицу веса продукции, например, за тонну. Чтобы не заставлять читателя самостоятельно «рыскать» в поисках таблиц для соответствующей «конвертации» длины в массу, предлагаем помощь в виде специального калькулятора. Пояснений по работе с ним, наверное, не требуется.

Перейти к расчётам

Итак, были рассмотрены алгоритмы упрощенного расчета некоторых параметров плитного фундамента. Подчеркнем – строительство полноценного жилого дома всегда, при любых обстоятельствах, должно базироваться на основе профессионального проектирования. Поэтому предлагаемая методика определения толщины плиты может служить для первоначальных «прикидок», для оценки принципиальной возможности использования такого типа основы или для самостоятельного проектирования каких-либо вспомогательных построек.

stroyday.ru

Перед тем как строить фундамент плиту: расчет толщины и других размеров самостоятельно

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.

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:
  3. 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.
  4. Масса основания М2: 0,28 кг/см2 * 480000 см2 = 134400 кг.
  5. 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:

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.

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:

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.

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.

Полезное видео

Наглядно расчет монолитного плитного основания показан на видео ниже:

Выводы

В процессе строительства жилого дома необходимо производить примерный расчет нагрузки на монолитную плиту фундамента. Это не такая сложная задача, как может показаться на первый взгляд. Затратив некоторое количество времени на вычисления в процессе планирования, можно не только обрести уверенность в надежности сооружения, но и существенно сэкономить на материалах.

ochag.online

Фундамент плита - расчет толщины, технология, устройство и стоимость

Фундамент – один из основных конструктивных элементов здания. Его функция – воспринимать нагрузки от вышестоящего здания или сооружения, оборудования, мебели и людей; передавать эти нагрузки на грунт основания.

В зависимости от характеристик и особенностей самого здания, предполагаемой нагрузки, специфики рельефа, климата и видов грунта используются различные типы фундамента:

Что представляет собой плитный фундамент

Описание (составляющие)

Плитный фундамент представляет собой железобетонную плиту под всё здание либо его часть. Относится к фундаментам неглубокого заложения.

Может быть:

Первый вариант более надёжен и прост в производстве.

Второй вариант предполагает наличие на строящемся объекте спецтехники для доставки и качественной укладки плит, а также устройство выравнивающей стяжки из бетона или цементно-песчаного раствора между фрагментами фундамента.

Однако он будет быстрее, т.к. не потребуется устраивать опалубку, вязать арматуру, заливать бетон и ждать около месяца, пока он полностью высохнет и наберёт прочность.

Соответственно, в местах с холодным климатом плита будет лежать в зоне возможного промерзания грунта, и потребуется использование морозостойкого бетона, способного выдержать большое количество циклов заморозки-разморозки без существенной потери прочности и несущей способности.

Параметр морозостойкости указывается в характеристиках бетона после буквы F. Например, маркировка F-200 означает, что материал может выдержать 200 сезонных переходов от сильных минусовых температур, до высоких плюсовых. Иными словами, 200 смен времён года, т. е. 200 лет. Для южных регионов можно не брать морозостойкий бетон, потому что даже в самые холодные зимы температура не опустится до той, при которой бетон сможет промёрзнуть.

Такой фундамент выполняется под всё здание, соответственно, требует больших затрат материалов (арматуры и бетона), а значит и высокую стоимость.

Технические характеристики

Плитный фундамент называется плавающим, потому что при любых подвижках в грунте – осадка, пучение, сезонные изменения и т. д., сдвинется вся плита целиком. Это означает, что не будет происходить локальных деформаций – частичной просадки или подъема куска здания.

Жесткое и объёмное армирование в плите позволяет справляться с постоянно меняющимися нагрузками в разных частях здания.

Если сделать такой фундамент мелкозаглублённым, то его верх одновременно будет служить черновым полом первого этажа, потребуется лишь уложить напольное покрытие. Однако тогда в здании не получится устроить подвал.

Однако если заложить плиту на большую глубину, то устройство подземных помещений становится возможным. Но в таком случае значительно возрастёт объём земляных работ, и в устройстве котлована под фундамент будет не обойтись без специальной техники.

Сферы применения

Этот тип фундамента может быть применим в случае:

Как рассчитать толщину плиты

От каких факторов зависит

В первую очередь толщина фундамента зависит от нагрузки на него – т. е. от тяжести здания. Так, для небольших сооружений вроде гаражей хватит 10-сантиметровой плиты, для загородного дома – 20-25. Увеличивать толщину более чем до полуметра нецелесообразно, т. к. тогда она будет значительно менее подвижной, а значит, потеряется основное преимущество этого типа фундамента.

Помимо вертикальной нагрузки, здание вызывает в плите ещё и изгибающую нагрузку, максимальную посередине. Слишком длинный дом с малым числом несущих стен внутри будет сильно изгибать фундамент, поэтому, чтобы тот не треснул, потребуется увеличить толщину плиты.

Пример расчета

Подушка под основание фундамента

Для выравнивания площадки под заливку плиты, а также предохранения фундамента от грунтовых вод выполняют подушку из песка, керамзита либо гравия. Ими также можно заменить небольшой слой слабого грунта основания.

Песок чаще используется, потому что он:

Помимо прочего, песчаная подушка уменьшит усадку грунта под тяжестью здания и создаёт дополнительный теплоизоляционный слой, значительно уменьшает вспучивание грунтов, подмывание плиты от грунтовых вод.

Песок требуется плотно утрамбовать виброустановкой либо катком. Определить, что это хорошо сделано, можно потому, что на подушке не остаётся следа от ботинка.

Оптимально использование песка средней фракции, т. к. слишком мелкий имеет слишком маленькое сопротивление сжатию, что может вызвать внезапную и неконтролируемую усадку дома.

Обычная толщина – 20-30 сантиметров, максимальная равна трёхкратной толщине самой фундаментной плиты.

Для отвода воды поверх песка применяется ещё и гравийная подушка из материала фракции от 2 см. Он также хорошо трамбуется.

Расчет толщины подушки

Прежде чем рассчитывать толщину плиты, необходимо подобрать её оптимальную площадь исходя из условия:

Факторы, влияющие на толщину фундаментной плиты:

Сложив эти показатели, мы получим минимальную толщину для фундамента.

Калькулятор для расчета толщины онлайн

Калькуляторы позволят в онлайн-режиме рассчитать не только толщину плиты, но и объём/количество материалов, параметры опалубки, примерную стоимость:

http://www.zhitov.ru/foundation_plate/

http://stroy-calc.ru/raschet-fundamenta-plita

http://zamer-doma.ru/raschet-fundamentnoy-plityi/

Устройство плитного фундамента

В первую очередь следует уделить внимание качественной гидроизоляции. Она позволит защитить фундамент, а значит и всё строение от разрушения, предотвратит возникновение сырости, грибка и плесени в помещениях. Разнообразие гидроизоляционных материалов огромно – есть рулонные, напыляемые, обмазочные.

Защита фундамента от воды осуществляется по всей его площади. На подушку из песка обычно внахлёст укладываются рулонные материалы, стыки между которыми герметизируются оплавлением горелкой.

После отведения грунтовых вод и монтажа гидроизоляции выполняется вязка арматуры. Обычно минимальный используемый диаметр 12 мм. Арматура укладывается решёткой в среднем через 20-30 см.

Между собой перпендикулярные стержни соединяются вязальной проволокой. Безусловно, арматуру можно и сваривать, однако этот процесс значительно снижает коррозионную стойкость стали, и её необходимо дополнительно защищать от разрушения.

От края плиты арматуру должен отделять защитный слой бетона минимум в 4-5 сантиметров.

Фундамент лучше заливать сразу за один раз. Если это невозможно, то перерыв между этапами не должен быть больше 12 часов. За больший срок бетон сильно застынет, и вместо цельной плиты получится несколько отдельных фрагментов, что значительно ухудшит эксплуатационные характеристики фундамента.

В бетоне очень важно соблюдение пропорций основных компонентов, поэтому, чтобы они не нарушались, в жаркую погоду залитый фундамент необходимо поливать водой из шланга, а в случае дождей и избыточной влажности – накрывать полиэтиленовой плёнкой.

В среднем бетон набирает большую часть своей прочности за месяц, однако использование специальных добавок для ускорения твердения способно значительно уменьшить этот срок.

Твердеть фундамент должен в условиях положительной температуры, поэтому при выполнении строительных работ в зимнее время строительную площадку следует прогревать.

househill.ru

Расчет толщины плитного фундамента

Экономически оправдан плитный фундамент при высоком УГВ, на глинистых грунтах для кирпичных коттеджей. Плита обладает максимальной несущей способностью ввиду большой опорной поверхности. Однако для обеспечения конструкционной прочности необходим точный расчет толщины конструкции, укладка двух арматурных сеток.

Конструкция плитного фундамента

Самым дорогостоящим является плитный фундамент для здания. Поэтому вполне естественным желанием каждого застройщика является необходимость снижения бюджета строительства. В проект должна закладываться плита минимальной высоты, обеспечивающая прочность, ресурс постройки. Производят расчет толщины ж/б конструкции с учетом следующих факторов:

Внимание: Верхняя часть плиты должна выступать из земли, так как ресурс стеновых материалов (кирпич, венцы сруба, брус каркасника) резко снижается при контакте с землей.

Существенным недостатком, который имеет фундамент плита, является отсутствие полноценного цоколя. Поэтому используется две разновидности плавающих плит с ребрами жесткости:

Ребра жесткости армируются каркасами по аналогии с ростверком, МЗЛФ. Это позволяет снизить толщину плиты в центральной части. Например, в УШП она составляет 10 – 15 см вместо стандартных 25 – 40 см, что позволяет снизить расход бетона на 20%.

Внимание: Ребра жесткости проходят по периметру плиты, под внутренними несущими стенами, через каждые 3 м вдоль короткой стены жилища.

Кроме того, расчет толщины конструкции должен учитывать:

Таким образом, еще до начала вычислений минимальное значение толщины плавающей плиты без ребер жесткости можно выбрать предварительно:

Если в проект заложен фундамент плита с ребрами жесткости, толщину центральной части снижают до 10 – 15 см. Расчет несущей способности плитного фундамента для малоэтажного строительства всегда показывает запас 200 – 300%. Однако, запрещено эксплуатировать подобный фундамент на свежих насыпях, торфяниках, пылеватых песках:

Единственным вариантом для строительства плавающей плиты на не стабильных грунтах является укрепление основания. Например, на торфяниках изготавливаются вертикальные дрены, пятно застройки нагружается песчаной насыпью. Вода выдавливается сквозь дрены, подстилающий слой уплотняет грунт. Строить фундамент по этой технологии можно через 6 – 12 месяцев.

Внимание: Если вместо стен коттеджа используются колонны (например, для панорамного остекления нижнего этажа), необходим расчет на продавливание плиты колонной. Для стен подобные вычисления не нужны, однако цоколь должен отстоять на 30 см минимум от края плитного фундамента внутрь.

Это требование обусловлено тем, что нагрузки от веса силовых конструкций, распределяемые стенами, действуют, не только вертикально вниз, но и под углом 45 градусов наружу. Поэтому вектор сил должен располагаться внутри железобетона, а не выходить из плиты наружу. Таким образом, габариты плитного фундамента на 30 см больше размера коробки коттеджа с каждой стороны. Дополнительный расчет в этом случае не требуется.

Толщина подстилающего слоя не зависит от этажности дома, веса стеновых материалов. При высоком УГВ необходимо использовать щебень, который создает разрыв слоя капиллярной юбки. В песках почвенная влага способна подниматься вверх к бетонным конструкциям при отрицательном давлении. Поэтому песчаная фундаментная подушка применяется на участках, где горизонт грунтовых вод находится ниже 1 м от подошвы фундамента.

Глубина залегания плитного фундамента

Ввиду того, что заливать монолитные конструкции на пахотном слое запрещено, чернозем удаляется из котлована целиком. Глубина слоя обычно составляет 40 см, которые засыпаются нерудным материалом, не содержащем глины. Особенности технологии малозаглубленной плиты следующие:

Максимальный бюджет строительства наблюдается у заглубленной ниже отметки промерзания плиты. Этот вариант оправдан исключительно для зданий с подвальным этажом. Наружный периметр подземных стен придется утеплить полностью, произвести засыпку пазух нерудным материалом, предварительно уложив пристенный или кольцевой дренаж.

Внимание: С учетом удаления плодородного слоя, замены его нерудным материалом фундамент 30 – 40 см толщины заглубляется в грунт на 10 – 20 см максимум. Поэтому потребуется либо кирпичный цоколь, либо монолитные балки под несущими стенами, выполняющие ту же функцию увеличения расстояния между землей, стеновыми материалами.

Высота плавающей плиты над поверхностью

Согласно нормативам СП 21.13330 плитный фундамент можно заглублять на любое расстояние, ориентируясь на уровень УГВ, состав почвы. Однако, чем выше расположена плита над поверхностью, тем больше ресурс у стеновых материалов. Например, ремонтопригодность нижних венцов сруба гораздо выше, если они находятся над землей.

Поэтому для брусовых, бревенчатых срубов обычно применяются плиты с ребрами жесткости:

На пучинистых грунтах необходим расчет сечения арматуры, ячейки сетки нижнего, верхнего пояса. Запрещено жестко связывать фундаменты присторев, отмостку с плавающей плитой. Различные нагрузки, неравномерное промерзание почв под этими конструкциями могут привести к раскрытию трещин в железобетоне.

В этом случае расчет производится на растяжение подошвы от сборных нагрузок, верхней поверхности плиты при возникновении сил пучения.

Внимание: Нижняя сетка может изготавливаться из прутков 10 – 16 мм, так как сборные нагрузки присутствуют всегда. Нижняя сетка вяжется из стержней 8 – 14 мм, поскольку вспучивание частично уравновешивается весом дома.

Таким образом, плитный фундамент для надворных построек имеет толщину от 10 см. Для опирания коттеджа потребуется расчет несущей способности. На выбор толщины влияет размер защитного слоя бетона, минимально допустимое расстояние между арматурными сетками.

fundamentdomov.ru


Смотрите также