Монолитная плита на естественном основании
Stroimaster-nsk.ru

Строительный портал

Монолитная плита на естественном основании

Пример 2. Расчет фундаментной плиты на продавливание.

На фундаментную плиту на естественном основании опирается колонна, передающая нагрузку от здания. Требуется выполнить расчет фундаментной плиты на продавливание согласно п. 3.96 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры к СНиП 2.03.01-84.

Толщина плиты 500 мм, расстояние от грани бетона до оси рабочей арматуры 45 мм, класс бетона В20 (Rbt = 8,16 кг/см² при коэффициенте условий работы 0,9), вертикальное усилие в основании колонны N = 360 т, сечение колонны 400х400 мм, расчетное сопротивление грунта основания R = 34 т/м².

Определим h₀ = 500 – 45 = 455 мм.

Площадь верхнего основания пирамиды продавливания равна площади колонны 0,4х0,4 м.

Определим размеры граней нижнего основания пирамиды продавливания (они одинаковые): 0,4 + 2∙0,455 = 1,31 м, площадь нижнего основания пирамиды равна 1,31∙1,31 = 1,72 м².

Согласно пособию, продавливающая сила равна силе N = 360 т за вычетом силы, приложенной к нижнему основанию пирамиды продавливания и сопротивляющейся продавливанию. В нашем случае такой силой служит расчетное сопротивление основания, равное R = 34 т/м². Зная площадь основания пирамиды, переведем расчетное сопротивление в сосредоточенную нагрузку: 34∙1,72 = 58 т. В итоге, мы можем определить продавливающую силу: F = 360 – 58 = 302 т.

Определим периметры оснований пирамиды:

4∙0,4 = 1,6 м – периметр меньшего основания;

4∙1,31 = 5,24 м – периметр большего основания.

Найдем среднеарифметическое значение периметров:

(1,6 + 5,24)/2 = 3,42 м.

Определим, чему равна правая часть уравнения (200):

1,0∙8,16∙10∙3,42∙0,455 = 126 т.

Проверим, выполняется ли условие (200):

F = 302 т > 126 т – условие не выполняется, фундаментная плита не проходит на продавливание.

Проверим, поможет ли нам установка поперечной арматуры в зоне продавливания. Зададимся поперечной арматурой диаметром 10 мм с шагом 150х150 мм и определим количество стержней, попадающих в зону продавливания (т.е. пересекающих грани пирамиды продавливания).

У нас получилось 72 стержня, суммарной площадью Аsw = 72∙0,785 = 56,52 см².

Поперечная арматура на продавливание должна быть либо в виде замкнутых вязаных хомутов, либо в виде каркасов, сваренных контактной сваркой (ручная дуговая не допускается).

Теперь мы можем проверить условие (201), учитывающее поперечную арматуру при продавливании.

Найдем Fsw (здесь 175 МПа = 1750 кг/см² – предельное напряжение в поперечных стержнях):

Fsw = 1750∙56,52 = 98910 кг = 98,91 т.

При этом должно удовлетворяться условие Fsw = 98.91 т > 0.5Fb = 0.5∙126 = 63 т (условие выполняется).

Найдем правую часть условия (201):

126 + 0,8∙98,91 = 205 т.

Проверим условие (201):

F = 302 т > 205 т – условие не выполняется, фундаментная плита с поперечной арматурой не выдерживает продавливание.

Проверим также условие F 2Fb = 2∙126 = 252 – условие не выполняется, в принципе, при таком соотношении сил армирование помочь не может.

В таком случае следует локально увеличить толщину плиты – сделать банкетку в районе колонны и пересчитать плиту с новой толщиной.

Принимаем толщину банкетки 300 мм, тогда общая толщина плиты в месте продавливания будет равна 800 мм, а h₀ = 755 мм. Важно определить размеры банкетки в плане так, чтобы пирамида продавливания находилась полностью внутри банкетки. Мы примем размеры банкетки 1,2х1,2 м, тогда она полностью покроет пирамиду продавливания.

Повторим расчет на продавливание без поперечной арматуры с новыми данными.

Площадь верхнего основания пирамиды продавливания равна площади колонны 0,4х0,4 м.

Определим размеры граней нижнего основания пирамиды продавливания (они одинаковые): 0,4 + 2∙0,755 = 1,91 м, площадь нижнего основания пирамиды равна 1,91∙1,91 = 3,65 м².

Согласно пособию, продавливающая сила равна силе N = 360 т за вычетом силы, приложенной к нижнему основанию пирамиды продавливания и сопротивляющейся продавливанию. В нашем случае такой силой служит расчетное сопротивление основания, равное R = 34 т/м². Зная площадь основания пирамиды, переведем расчетное сопротивление в сосредоточенную нагрузку: 34∙3,65 = 124 т. В итоге, мы можем определить продавливающую силу: F = 360 – 124 = 236 т.

Определим периметры оснований пирамиды:

4∙0,4 = 1,6 м – периметр меньшего основания;

4∙1,91 = 7,64 м – периметр большего основания.

Найдем среднеарифметическое значение периметров:

(1,6 + 7,64)/2 = 4,62 м.

Определим, чему равна правая часть уравнения (200):

1,0∙8,16∙10∙4,62∙0,755 = 284 т.

Проверим, выполняется ли условие (200):

О чем? О банкетке, выпирающей вниз вы не почитаете нигде, т.к. если достаточно такой банкетки, то зачем плита вокруг?

О расчете столбчатого фундамента – в пособии по расчету столбчатых фундаментах есть примеры расчета.

Сваи по тому же принципу считаются – по площади опирания. Но в сваях есть еще боковое трение, добавляющее несущую способность.

Пол и фундаментная плита – слишком разные вещи. По стоимости в том числе.

Да, не имеет смысла.

Добрый день, Ирина.

Необходимо собрать нагрузки на перекрытие и основание лифтовой шахты для обустройства помещения под шахтой.

Дано: Пятиэтажный дом с подвальным помещением 50х годов постройки. В проеме между лестничными маршами (тип Л-2) встроена сетчатая шахта лифта. Лифт имеет кирпичный приямок (190х140 см) с установленными пружинными амортизаторами, приямок опирается на прямоугольное основание из пустотелого двойного кирпича (толщина стенок 25 см). Основание связано по периметру стальным 65 уголком, внутри засыпка из грунта и строительного мусора. По грунту отлита бетонная плита (дно приямка).

Задача: усилить основание приямка и сделать в нем подсобное помещение.

Мои рассуждения по этому вопросу:
Из того что нашел по нормативной документации, это ГОСТ Р 53780-2010:

“5.2.5.6 При наличии под приямком лифта пространства (помещения), доступного для людей, основание приямка должно быть рассчитано на восприятие нагрузки не менее 5000 Н/м2”

“б) под буфером противовеса или под зоной движения уравновешивающе го устройства должна быть установлена опора, которая доходит до монолитного основания и способна выдержать удар противовеса или уравновешивающе го устройства, падающего с наибольшей возможной высоты.”

Предположим вес лифта 1000 кг, плюс противовес 1500 кг, плюс направляющие и сам приямок пусть 500 кг. На случай аварийного обрыва противовеса с максимальной высоты (15 метров) имеем воздействие на опору 220500 Дж. Возможно в лифте есть ловители, но вопрос в их работоспособнос ти, поэтому считаю по максимуму.

Достаточно ли будет усилить дно приямка двумя двутавровыми балками 16М, плюс усилить периметр 100 уголком?

Фундамент монолитная плита

Несмотря на высокую стоимость, трудоемкость и сложность изготовления, основание из монолитной плиты достаточно часто встречается в частном жилом строительстве. Это обусловлено как технической необходимостью (тип грунта, высота грунтовых вод, глубина промерзания), так и общей экономической целесообразностью – существенной экономией при дальнейшей эксплуатации сооружения. В этой статье будет описана технология устройства монолитной плиты фундамента, ее разновидности, расчёт и пошаговая инструкция изготовления.

Особенности плитных фундаментов

Для начала определим, на каком типе грунта и для каких сооружений целесообразно использовать плитный фундамент. Иногда его еще называют плавающим, так как под действием сил пучения, основание постройки перемещается (плавает) вместе с замерзающими или оттаивающими грунтовыми массами. Поэтому плавающая плита отлично работает на грунтах склонных к пучению или сильной просадке:

  • мелкопесчаных, пылеватых, супесях;
  • глинистых, суглинках;
  • водонасыщенных;
  • насыпных;
  • слабо несущих, например торфяниках.

Важно! Не рекомендуется применять плитный фундамент на грунтах с толстым илистым или почвенно-растительный слоем, а также подверженных оползневым явлениям.

В зависимости от степени пучинистости грунта применяются различные типы опорных плит:

  1. Монолитные железобетонные плиты фундамента рекомендуется обустраивать на грунтах подверженных сильным вертикальным и умеренным горизонтальным передвижениям. Для верхних ребер жесткости допускается использование готовых железобетонных балок жестко скрепленных с основной плитой сварной арматурой и цементным раствором. Вся конструкция должна быть достаточно хорошо армированной, чтобы деформации породы не оказывали отрицательного воздействия на целостность здания.
  2. На грунтах средней силы пучения допускается устройство как монолитного фундамента, так и сборного с монтажом блоков на раствор.
  3. Для слабо пучинистых грунтов подойдут монолитные основания, где в качестве наполнителя используется керамзитобетон или бутовый камень. Их рёбра жёсткости могут быть направлены вверх или вниз. В обоих вариантах отсутствует необходимость в специальных креплениях к плите, так как ригеля остаются на месте под воздействием силы тяжести расположенных сверху конструкций.

Плитный фундамент подходит для сооружений с массивными несущими конструкциями из кирпича или бетона. При этом, чем больше вес и пространственная жесткость надземной части здания, тем надёжнее будет её сцепление с фундаментом и меньше горизонтальных деформаций опорного грунта. Наиболее целесообразно использовать такой тип основания в сочетании с утеплением, при условии, что он будет выполнять функцию пола для первого этажа, для возведения жилых сооружений в северных широтах.

Разновидности плитных фундаментов

На данный момент практикуется использование следующих типов плитных фундаментов:

Монолитный плоский – представляет собой монолитную железобетонную плиту одинаковой толщины по всей площади. Наиболее простая конструкция, но, при равных несущих характеристиках по сравнению с фундаментом с ребрами жесткости, на неё затрачивается избыточное количество бетона.

Утепленная шведская плита (УШП) – фундамент, состоящий из нескольких слоев, среди которых железобетонная заливка, экструдированный пенополистирол, песчано-гравийная или щебеночная засыпка. Получила наибольшее распространение в скандинавских странах, Канаде, на Аляске. На данный момент широко внедряется в частном жилищном строительстве в северных регионах России.

С ребрами жесткости:

  1. Рёбра жесткости направлены вниз – фундамент ЖБ монолитная плита размещается сверху на сплошной ленте (монолитной или сборной), выполняющей функцию элемента жесткости. Заливка выполняется поэтапно или непрерывно. Особое внимание уделяется несъёмной опалубке нижней части, так как на неё оказываться основное давление от всей конструкции.
  2. Рёбра направлены вверх – монолитная лента, повторяющая контуры несущих стен, располагается сверху на бетонной плите, составляя с ней одно целое. В случае возведения сооружений среднего и небольшого веса допускается использование в качестве ребер жесткости сборных железобетонных конструкций с их обязательным креплением на поверхности основания. Ребра жесткости могут формировать стенки цокольного этажа. Они подлежат обязательному утеплению. В слое теплоизоляции могут прокладываться коммуникации, что дает дополнительное преимущество, ведь для их ремонта не потребуется вскрывать бетонный материал.

Сборные основания – конструкция, независимо от направления рёбер жёсткости, состоит из отдельных железобетонных блоков и плит, скрепленных между собой цементом и закладными металлическими деталями. Имеет ограниченную область использования – подходит только для возведения малоэтажных зданий на пучинистых грунтах средней и слабой подвижности.

Плюсы и минусы фундамента монолитная плита

  1. Допускается сооружение строений большого веса на грунтах со слабой несущей способностью.
  2. Небольшое количество усадочных деформаций минимизирует повреждения конструкционных элементов здания.
  3. Плитные основания не нуждаются в глубокой закладке. Их строительство ведется с применением всего сегмента соответствующей спецтехники – от средств мелкой механизации, до крупногабаритных машин (экскаваторов, бульдозеров, вибротрамбовок и т.д.). Это существенно ускоряет процесс выполнения работ по сравнению со строительством ленточных фундаментов глубокого заложения.
  4. Внешняя поверхность монолитной плиты может выполнять функцию пола первого этажа или подвала.
Читать еще:  Утепление дома из пеноблоков снаружи минватой

Кроме того, использование плитных основ с ребрами жесткости:

  • повышает устойчивость к изгибающим деформациям;
  • позволяет равномерно распределить вес от надземной части сооружения;
  • благодаря увеличению прочности всей конструкции основания, способствует уменьшению толщины её плоской части.

Недостатки фундаментов плитного типа:

  1. Большой расход материала.
  2. Значительные трудозатраты.
  3. Высокая стоимость конструкции.
  4. Для их устройства обязательно потребуется строительная техника.

Проектирование плитных оснований

Расчёт монолитной плиты фундамента строится на показателях несущей способности грунта и его водонасыщенности. Для этого на территории строительного участка выполняются геологические изыскания, используются рекомендации строительных нормативов.

Рассчитывается распределенная нагрузка на грунт от веса здания. Она не должна быть больше, чем несущая способность подстилающей породы. Для определения величины удельного давления на грунт необходимо вычислить вес всех материалов, используемых для возведения стен, перекрытий, кровли, а также снеговые, ветровые и полезные нагрузки. Суммировав полученные данных и разделив их на площадь опоры, находим показатель удельного давления. Он не должен превышать рекомендуемых нормативов, приведенных в СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» бывший СНиП 2.02.01-83. В противном случае придется рассмотреть возможности:

  • расширения площади опоры плиты. Например, её можно вынести во все стороны на 0,5-1 м за площадь пятна проекции постройки;
  • замены подстилающей породы на гравийно-щебеночные отсыпки;
  • снижения массы здания – уменьшения этажности, отказ от тяжелых стеновых материалов в пользу облегченных;
  • изменения плитного основания на соответствующее местным условиям, например, свайное.

Важно! Рекомендуемая толщина монолитной плиты фундамента обычно находится в пределах 15-35 см. Однако точный её подбор, а также прочие расчеты лучше доверить профессионалу, так как любительские ошибки могут привести впоследствии к проседанию и даже разрушению дома.

Технология строительства фундаментной плиты своими руками

Для обустройства утепленного плитного фундамента типа УШП понадобятся следующие материалы:

  1. Бетон. В зависимости от толщины плиты 0,20-0,25 м 3 на 1 м 2 .
  2. Гравий, щебень, песок. Для формирования подушки под плиту.
  3. Геотекстиль и армированная полиэтиленовая пленка (150-200 мкм). Рассчитываются по площади фундамента плюс 25% на перехлёсты.
  4. Стальная арматура. Если возводится плоский плитный фундамент, то понадобится арматура Ø 10 мм из расчёта 12-15 м на 1м 2 фундамента. Если фундамент имеет рёбра жесткости, понадобится дополнительно арматура Ø 12 мм, из расчёта 4-5 м на каждый погонный метр ребра.
  5. Экструдированный пенопласт (пенополистирол). Около 0,3-0,5 м 3 на 1 м 2 плиты фундамента.
  6. Обрезная доска для опалубки.
  7. Вязальная проволока для вязки арматурного каркаса.

Утепленная фундаментная монолитная плита: технология поэтапного возведения

Армирование

Подводим итоги

Фундамент служит ответственным элементом основы здания, обеспечивающим его долговечность. Сложные плитные конструкции УШП или других типов с ребрами жесткости требует не только тщательного расчёта, но и строгого соблюдения технологии производства.

Расчет монолитной фундаментной плиты: пример, количество арматуры

Существует только два типа фундаментов, которые подходят для строительства практически любых зданий: свайный и плитный. Они позволяют возводить здания на грунтах с плохими характеристиками с минимальными затратами. Монолитную плиту в качестве фундамента стоит выбрать по многим причинам, но чтобы она была прочной и надежной необходимо выполнить ее грамотный расчет.

  • 1 Преимущества фундаментной плиты
  • 2 Изучение характеристик грунта
  • 3 Расчет толщины плиты
  • 4 Пример расчета
  • 5 Расчет арматуры

Преимущества фундаментной плиты

К достоинствам конструкции можно отнести:

  • строительство на грунтах с плохими характеристиками;
  • возможность возведения крупных объектов;
  • возможность самостоятельной заливки;
  • высокая несущая способность;
  • предотвращение локальных деформаций;
  • устойчивость к воздействию сил морозного пучения.

К слабым сторонам такого типа фундаментов относят:

  • нецелесообразность использования на участках с уклоном;
  • большой расход бетона и арматуры;
  • по сравнению с готовыми элементами фундамента, устройство монолитной плиты требует дополнительного времени на набор прочности бетоном;
  • сложный расчет.

Изучение характеристик грунта

Перед тем как приступить к расчету любого типа фундамента определяют характеристики основания под него. К основным и наиболее важным моментам относят:

  • водонасыщенность;
  • несущую способность.

При строительстве крупных объектов перед началом разработки проектной документации выполняют полноценные геологические изыскания, которые включают в себя:

  • бурение скважин;
  • лабораторные исследования;
  • разработку отчета о характеристиках основания.

В отчете предоставляются все значения, полученные в ходе первых двух этапов. Полный комплекс геологических изысканий стоит дорого. При проектировании частного дома в нем чаще всего нет необходимости. Изучение почвы выполняются двумя методами:

Отрывку шурфов выполняют вручную. Для этого лопатой выкапывают яму, глубиной на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента. Почву изучают по срезу, определяют примерно тип несущего слоя и наличие в нем воды. Если грунт слишком насыщен водой, рекомендуется остановиться на свайных опорах под здание.

Второй вариант изучения характеристик основания под дом выполняют ручным буром. Анализ проводят по кускам почвы на лопастях.

Важно! При проведении мероприятий необходимо выбирать несколько точек для изучения. Они должны располагаться под пятном застройки. Это позволит наиболее тщательно изучить тип почвы.

Определившись с основанием, для него выясняют оптимальное удельное давление на грунт. Величина потребуется в дальнейшем расчете, пример которого представлен далее. Значение принимают по таблице.

Тип исследуемого грунта Оптимальное удельное давление на грунт, кг/см2
Песок пылеватый и мелкий 0,35
Песок средней крупности 0,25
Супесь* 0,50
Суглинок 0,35
Пластичная глина 0,25
Твердая глина* 0,50

*При данном типе грунта основания более экономичным может оказаться ленточный вариант, поэтому нужно рассчитать смету на два типа фундамента и выбрать тот, который будет стоить дешевле.

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.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

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.

где P — табличное значение несущей способности грунта.

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

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.

Пример расчета

Пример предусматривает следующие исходные данные:

  • одноэтажный дом с мансардой размерами в плане 8 м на 10 м;
  • стены выполнены из силикатного кирпича толщиной 380 мм, общая площадь стен (4 наружных высотой 4,5 м) равняется 162 м²;
  • площадь внутренних перегородок из гипсокартона равняется 100 м²;
  • кровля металлическая (четырехскатная, уклон 30ᵒ), площадь равняется 8 м * 10 м/cosα (угол наклона кровли) = 8 м * 10 м/0,87 = 91 м² (также понадобится при вычислении снеговой нагрузки);
  • тип грунта — суглинок, несущая способность = 0,32 кг/см² (получено при геологических изысканиях);
  • снеговая нагрузка — 180 кг/м²;
  • перекрытия деревянные, общей площадью 160 м2 (также понадобится при вычислении полезной нагрузки).

Сбор нагрузок на фундамент выполняется в табличной форме:

Нормативная нагрузка Коэффициент надежности Расчетная нагрузка
Стены: 162 м2 * 690 кг/м2 = 111780 кг 1,1 122958 кг
Перегородки: 100 м2 * 30 кг/м2 = 3000 кг 1,2 3600 кг
Перекрытия: 160 м2 * 150 кг/м2 = 24000 кг 1,1 26400 кг
Крыша: 91 м2 * 60 кг/м2 = 5460 кг 1,1 6006 кг
Полезная нагрузка: 160 м2 * 150 кг/м2 = 24000 кг 1,2 28800 кг
Снеговая: 91 м2 * 180 кг/м2 = 16380 кг 1,4 22932 кг
ИТОГО: 210696 кг

Площадь плиты под здание принимается с учетом того, что ширина плиты больше, чем ширина дома на 10 см. S = 810 см * 1010 см = 818100 см² = 81,81 м2.

Читать еще:  Паропроницаемость газосиликатных блоков

Удельная нагрузка на грунт от дома = 210696 кг/818100 см2 = 0,26 кг/см2.

Δ = 0,32 — 0,26 = 0,06 кг/см2.

М = Δ*S = 0,06 кг/см2 * 818100 см2= 49086 кг.

t = (49086 кг/2500 м3)/81,81 м2 = 0,24 м = 24 см.

Толщину плиты можно принять 20 см или 25 см.

Выполняем проверку для 20 см:

  1. 0,2 м * 81,81 м2 =16,36 м3 — объем плиты;
  2. 16,36 м3 * 2500 кг/м3 = 40905 кг — масса плиты;
  3. 40905 + 210696 = 251601 кг — нагрузка от дома с фундаментом;
  4. 251601 кг/ 818100 см2 = 0,31 кг/см² — фактическое давление на грунт меньше оптимального не более чем на 25 %;
  5. (0,32-0,31)*100%/0,32 = 3%

Плитный фундамент: конструктив, особенности устройства, процесс монтажа

От того, насколько оптимален выбор базовой опоры здания, зависит не только его способность противостоять внешним нагрузкам – это сильно влияет и на себестоимость строительства в целом. Плитный фундамент самый бетоно- и металлоёмкий. Но когда грунт на объекте просадочный (торфы, лёссы, пески), пучинистый (если в добавок к рыхлой структуре высоко поднимаются грунтовые воды), сплошное основание является наилучшим выходом из ситуации.

Именно этот вариант в подобных гидрогеологических условиях обычно и берётся на вооружение в частном строительстве, в том числе и при возведении домов с подвальными и полуподвальными этажами. К тому же, при таком конструктиве отпадает необходимость устройства чернового пола, что частично компенсирует довольно высокие затраты на фундамент.

Особенности конструкции плитного монолита

В чём заключается суть работы сплошной фундаментной плиты? В том, что она наиболее равномерно распределяет нагрузки от веса здания по поверхности нестабильного грунта. Это сравнимо с хождением по сугробам: ноги проваливаются, а если надеть лыжи или широкие снегоступы, можно без проблем удержаться на поверхности.

На заметку! Если на проблемных грунтах применение плитных оснований является необходимым условием, то в нормальных условиях (при наличии сухого плотного грунта), их устройство нецелесообразно экономически.

Существует несколько инженерных решений таких фундаментов, о которых мы и расскажем далее.

Поверхностный (плавающий)

Термин «плавающий» применяется к малозаглублённой плите на том основании, что при подвижках грунта, связанных с явлениями пучения, она может изменять своё пространственное положение, сохраняя в целостности всё то, что на неё опирается. Плита может быть сплошной, ребристой или решётчатой, собираемой из пересекающихся сборных ЖБ балок.

Последний вариант более жёсткий и чаще проектируется в промышленном строительстве, поэтому подробности его устройства мы опустим. Наша статья ведь не пособие для проектировщиков, а рассчитана на обычного любознательного читателя, затеявшего строительство на своём участке.

Плиту в сплошном исполнении, с малым или нулевым заглублением (когда снимается только плодородный слой почвы), проектируют на грунтах, наиболее подверженных просадке и пучению — в том числе и насыпных.

Чем больше вес здания, тем меньше под ним будет деформироваться грунт. При этом исполнение плитной базы монолитное, из высокомарочного бетона, аримируемого профильными стержнями диаметром не менее 10 мм.

Тем не менее нужно понимать, что хоть грунтовое основание и может быть подверженным пучению, но ни в коем разе не должно находиться в зоне оползней. Говоря языком строителей: вертикальная подвижность земляного пласта может быть и существенной, но сильные горизонтальные подвижки нежелательны.

Верх плиты может выполнить и функцию цокольного перекрытия, но когда нужен высокий цоколь, его можно предусмотреть как в монолитном варианте (ещё на стадии бетонирования плиты), так и возвести из фундаментных блоков или кирпича. Соответственно, цокольное перекрытие в этом случае будет обустраиваться отдельно, поверх этой стенки.

Определение параметров

Профессиональное проектирование фундамента (как и всего дома), для индивидуальных застройщиков не всегда доступно в виду высокой стоимости данных услуг. Поэтому параметры конструкций чаще всего принимаются ими приблизительно, учитывая лишь «неснижаемый минимум».

В первую очередь возникает вопрос, какой должна быть толщина плиты.

Таблица 1. Варианты армирования и толщина основания

Тип постройки Вариант армирования и толщина основания
Под хозяйственно-бытовые постройки: гаражи, бани, хозблоки, сараи, достаточно плиты толщиной 10-15 см с однорядным армированием сеткой.

Для одно- или двух- этажных домов, возводимых из облегчённых материалов: на деревянном или металлическом каркасе; из ячеистого бетона; щелевого кирпича по технологии колодцевой кладки, плиту заливают толщиной 20-25 см, с закладкой двух рядов увязанной в объёмный каркас арматуры.

Под тяжёлые бревенчатые, брусовые, каменные, бетоноблочные и кирпичные дома с солидной шириной кладки, толщина плиты не должна быть меньше 25 см (если этаж один) и 30 см, если этажей два. Армирование так же предусматривается объёмное.

В таблице приведены параметры, которые можно брать во внимание при строительстве на грунтах с достаточной прочностью. Если же вы строите, к примеру, в заболоченной местности или на торфянниках, нужно увеличить и толщину плиты, и диаметр арматуры (не 10-12, а 14-16 мм).

  1. Диаметры арматуры в каркасе могут быть комбинированными. В таком случае, большие стержни располагают ближе к подошве фундамента, а меньшие – в верхнем ряду. Пруты могут применяться не только стальные, но и композитные, из стеклопластика.
  2. Мелкозаглубляемую плиту обычно заливают заподлицо с поверхностью грунта. Глубина котлована складывается из суммарной толщины всех слоёв — в том числе: песчано-щебёночного подстилающего слоя, который занимает основную часть объёма котлована; подбетонки; гидроизоляционных прослоек.
  3. В среднем получается пирог толщиной 65-75 см. Заглубляют его только в том случае, когда проектом предусмотрен цокольный этаж или подвал. Высота его стен и определяет уровень заложения фундамента.
  4. Площадь плиты должна с каждой стороны выходить за пределы контуров стен. Объём бетона рассчитывается путём перемножения её длины, ширины и толщины. Для основной заливки используются смеси класса В20, на подбетонку — В7,5.

Имея в собственности участок в 10 соток важно внимательно отнестись к его планировке – выбору места под строительство дома и хозяйственных построек, размещению основных зон на оставшейся территории. Все это необходимо сделать так, чтобы каждый сантиметр земли был задействован с пользой. О том, как распланировать участок 10 соток, схема расположения основных элементов и правила зонирования будут даны в специальной статье.

Формирование и бетонирование плиты

Весь процесс работ по устройству монолитного фундамента можно разбить на четыре основных этапа. Это:

  1. Геодезическая часть работ (разбивка осей по контуру плиты).
  2. Обустройство швов — но это в том случае, когда объём работ слишком большой, и за один день не может быть завершён.
  3. Бетонирование.
  4. Контроль над твердением бетона и уход за ним.

В процессе работ участвуют такие механизмы и приспособления:

Фундаменты. Монолитная железобетонная плита

Данный тип фундамента считается одним из самых надежных и практичных. Он представляет собой сплошную монолитную плиту из армированного железобетона, которая возводится под всей площадью будущего строения. Монолитное плитное основание является практически универсальным, отличается высокой несущей способностью, равномерным распределением нагрузок и способностью выдерживать без деформации смещение грунта.

Характеристики

  • Грунт: любой, в том числе со слабыми несущими характеристиками.
    Противопоказание – ярко выраженный уклон.
  • Материал (вес) стен: любой.
  • Несущая способность: 6,0 МПа.
  • Гидроизоляция: обмазочная битумная и двойная наплавляемая рулонная. Если вода не агрессивна к бетону, то допускается выполнение только отсечной двойной гидроизоляции сверху фундаментной плиты.
  • Арматурный каркас: арматура AIII(d10-d20), шаг 150х150-:-200х200 мм.
  • Класс бетона B25, толщина 300 мм.

*Видео с канала Youtube ForumHouseTV

Применение

Остановить свой выбор на таком фундаменте стоит, в случае:

  • Болотистой местности, наличия в непосредственной близости водоема или русла реки, высоком уровне подземных вод.
  • Большого веса строения. Например, если дом строится из полнотелого кирпича с использованием монолитных ж/б перекрытий.
  • Сложной геометрии здания с неравномерным распределением нагрузок. Например, наличия отдельных «крыльев» здания для гаража, бассейна.

Важно. Фундамент типа «плита» нельзя устраивать на участках с выраженным уклоном и пластичными грунтами. Это может привезти к «оползанию» строения.

Преимущества

Высокая несущая способность – главное достоинство конструкции данного типа. Благодаря большой площади опирания фундамент способен обеспечить устойчивость даже очень тяжелого строения на слабых и пучинистых грунтах. При колебаниях почвы монолитная ж/б плита плавно «дрейфует» на песчано-гравийной подушке, обеспечивая высокую надежность и целостность сооружения.

Стойкость к сильным деформациям и прогибам.

Вариативность конфигурации дома – подобное основание может быть возведено для коттеджей любой геометрической формы.

Этапы монтажа фундамента

1. Земляные работы. Экскаватором или вручную разрабатывается котлован. В случае присутствия в нем воды, выполняются работы по водоотведению (осушению) котлована. Глубина разработки зависит от рельефа участка, толщины песчаной и щебеночной подготовок, уровня пола первого этажа относительно земли.

Обычно глубина котлована составляет около 1 м: 150-200 мм – щебеночная подготовка, 250-400 мм песчаная подготовка, 100 мм – подбетонка, 30 мм – защитная стяжка гидроизоляции, 100 мм – утеплитель (он также может быть сверху плиты), 300 мм – сама фундаментная плита.

2. Устройство песчано-гравийной подушки с обязательной трамбовкой. Нижним слоем по всему периметру котлована укладывается гравийный щебень, как правило, фракции 20-40. Сверху песчаный слой. Трамбовка выполняется виброплитой. В «домашних» условиях ее можно заменить на самодельную «т-образную» перевернутую конструкцию в виде деревянной доски с ручкой. Дополнительно песок можно пролить водой. Это позволит утрамбовать его до плотности 96-98%.

3. Сплошная бетонная не армированная подготовка (подбетонка). Толщина 80-100 мм. Представляет из себя неармированную стяжку. Выполняется из бетона низких марок (B7.5-B.15). Периметр подбетонки должен на 0,5-1м выходить за периметр фундаментной плиты.

4. Устройство гидроизоляции. Рулонный материал (гидростеклоизол) типа Техноэласт ЭПП укладывается с нахлестом не менее 10 см в два слоя. После монтажа фундаментной плиты края гидростеклоизола заворачиваются на плиту с нахлестом не мене 0,5 м. Боковые поверхности будущей фундаментной плиты и нахлесты гидростеклоизола обрабатываются обмазочной гидроизоляцией (горячий битум).

5. Защитная стяжка гидроизоляции. Чтобы при армировании плиты не повредить гидроизоляцию ее защищают цементно-песчаной стяжкой 30 мм.

6. Армирование плиты выполняется из рефленой арматуры (А3) различного сечения, (чаще всего 12-14 мм), которая связывается в пространственный каркас. Арматурный каркас представляет из себя два слоя (нижнее армирование и верхнее армирование) с шагом сетки 15-20 см. Усиление каркаса выполняется за счет более частого шага сетки или увеличения диаметра арматуры. Защитный слой бетона (расстояние между арматурой и поверхностью бетона) должен быть не менее 2 см. Для соблюдения данного требования нижний слой арматуры выставляется на специальных пластиковых подставках (фиксаторы). Нахлест стержней арматуры составляет не менее 40 диаметров.

7. Выставление опалубки. Выполняется из досок толщиной не менее 30 мм, дополнительно примерно каждые 1,5 метра выставляются подпорки (один конец в землю, другой в опалубку). Высота опалубки должна на 7-10 см превышать верхнюю отметку фундаментной плиты.

8. Бетонирование. Выполняется из бетона марки не ниже М300 (B22.5). В процессе укладки бетон обязательно трамбуется с помощью вибротрамбовки или в «домашних» условиях с помощью ручного «взбалтывания», например, арматурой. Если температура на улице превышает 25С, рекомендует проливать бетон водой в течение суток.

Особенности

При устройстве монолитной ж/б плиты следует помнить о том, что:

  • нельзя проводить работы на промороженных грунтах;
  • заливка бетона должна осуществляться единовременно (перерыв между заливками бетонных «автомиксеров» не более 2 часов) – в противном случае уменьшается несущая способность фундамента.

При соблюдении всех условий получается надежная монолитная фундаментная плита.

Недостатки

Одним из минусов такого фундамента является достаточно высокая стоимость. Однако стоит учесть, что, несмотря на более высокие расходы, при устройстве монолитных фундаментных плит не требуется узкоспециализированное оборудование, а за счет простоты конструкции меньше вероятность ошибки при производстве работ.

Ну все , строим дом!

Опубликовано 09.03.2018

Содержание

Общее описание плитного фундамента

Плитный фундамент – это ресурсоемкий, но надежный способ организации долговечной основы для строения. Кроме того, это самый простой способ устройства фундамента для загородного дома. Он представляет собой сплошную железобетонную плиту на песчано-гравийной подушке. Различают плитные фундаменты по различной степени погружения в грунт, но существуют и комплексные плитно-свайные и плитно-ленточные варианты, значительно увеличивающие жесткость конструкции. Возможно создание плитного фундамента из отдельных, например, дорожных, плит. Однако такой вариант, кроме расходов на плиты и их укладку в котлован с помощью крана, все равно потребует выравнивающей цементной стяжкой по поверхности. Поэтому, лучший вариант строительства плитного фундамента – это создание однородной армированной плиты, по всему периметру планируемого строения.

Плитный вариант фундамента применяется при мелкозаглубленном (до 50 см.) и глубокозаглубленном (больше глубины промерзания грунта) обустройстве фундамента. В последнем варианте он может размещаться на любой глубине и автоматически становится основанием пола цокольного этажа. От ленточных или свайных типов фундамента плитный фундамент отличает наличие армирования по всей плоскости плиты, что позволяет избежать внутренней деформации, трещин и разломов. В скандинавских странах, например, плитный фундамент довольно распространен, особенно в частном строительстве, так как имеет неоспоримые преимущества, по сравнению с другим типами фундаментов, в условиях севера. Местные строители отмечают, если строение отапливается и фундамент отлично теплоизолирован, то плитная конструкция по долговечности, выигрывает даже у свайной.

Срок службы фундамента плитного типа

О истории и сроках службы фундамента данного типа можно сказать следующее: египетские пирамиды до сих пор прочно стоят на монолитной плите. Другими словами, плита в основании здания, при правильной организации конструкции, превосходит многие иные варианты фундамента по долговечности. Однако, не существует универсальных решений и на продолжительность службы плитного фундамента может повлиять ряд факторов. Если здание простое, а состояние грунта на стройплощадке требует плитной конструкции фундамента, то беспокоиться не о чем. А вот в случае с большим и сложным строением, понадобятся внимательные и грамотные расчеты нагрузок (обычно строители не применяют плитный фундамент на наклонных участках и при использовании тяжелых сооружений с этажностью более трех этажей). Именно тот факт, что плитные фундаменты применяются на проблемных грунтах, на срок службы могут сильно повлиять даже незначительные недочеты в конструкции. В процессе планирования реализации в индивидуальном проекте такого фундамента, необходимо учесть все детали и тонкости сезонного “поведения” грунта на стройплощадке. Правильная конструкция, полностью соответствующая обстоятельствам, может быть дорогой, но при профессиональном и качественном подходе, будет служить верой и правдой долгие десятилетия.

Применение плитных фундаментов

Плитные фундаменты известны своими способностями сопротивляться движению грунта и даже компенсировать его вертикальные и горизонтальные перемещения. Поэтому такой фундамент часто используется в случаях насыпного, пучинистого, круглогодично промерзшего или подвижного грунта, а так же при неравномерности сжимаемости грунтов. На основе плитного фундамента можно организовать отличную защиту от высокого уровня напорных грунтовых или талых вод, однако это потребует дополнительного дренажа, гидроизоляции, а так же внимательной организации канализации, водопровода и других коммуникаций. В целом применение плитного фундамента целесообразно для строительства простых по планировке и небольших каменных, либо каркасных сооружений. Если планировка здания сложная, то плиту, после возведения, разрезают на части по деформационным швам. В результате под каждой частью строения оказывается своя цельная часть плиты, что снизит нагрузку при движении грунта, однако даже в этом случае все составляющие плиты будут работать как единая плита (эту работу однозначно должны проводить профессионалы). С затратной точки зрения малозаглубленные плитные фундаменты экономически довольно выгодны, поскольку позволяют экономить, как на материалах, так и на трудозатратах. Они возводятся быстро и имеют очень простую конструкцию, однако если здание не будет отапливаться, то малозаглубленный фундамент необходимо качественно теплоизолировать.

Типы и особенности плитного фундамента

Самый распространенный вид плитного фундамента, как и самый простой – это монолитный. Он представляет собой сплошную железобетонную плиту 20 – 25 см. на песчано-гравийной подушке, располагаемую под всем строением. Для придания необходимой жесткости плита может заливаться с созданием ребер жесткости, располагаемых в перекрестных направлениях. Ребра жесткости могут располагаться как с нижней, так и с верхней стороны плиты. В зависимости от целей конструкции железобетонный монолит может быть не только сплошным, но и решетчатым. Так же плитный фундамент может быть сборным. В таком случае конструкция собирается из плит, с обязательной бетонной стяжкой для выравнивания поверхности. Плитный фундамент сборного типа может также собираться из железобетонных балок, путем перекрестного наложения элементов, с обязательной заделкой стыков.

Для обеспечения большей жесткости плиты, в отдельных случаях, а так же для возведения многоэтажных зданий применяют комбинированные типы фундаментов. В коттеджном строительстве, больше распространен комбинированный ленточно-плитный фундамент, который является особенно жесткой и надежной конструкцией, объединяя в себе лучшее от двух наиболее популярных типов оснований. Комбинированный свайно-плитный фундамент, для коттеджей – это, в большинстве случаев, непозволительная роскошь, исходя из перерасхода стройматериалов. Как правило, свайно-плитная комбинация, значительно увеличивающая жесткость плитного фундамента, используется при строительстве многоэтажных домов.

Плавающий плитный фундамент – это монолитная сплошная армированная плита, залитая по всему периметру здания на песчано-гавийной подушке и лежащая либо практически на поверхности, либо с незначительным заглублением в грунт. «Плавающая» конструкция применима для пушистых, насыпных и пучинистых грунтов, поскольку она способна подниматься и опускаться вместе с движущимся основанием. Такой вариант фундамента, как правило применяется при возведении небольших строений, например, бань или хозяйственных построек.

Используемые материалы

В конструкции плитного фундамента применяются следующие материалы: бетон высокого качества, арматура, различные гидроизоляционные материалы и утеплители. Бетон выбирается высокой прочности (марки М300 и выше), обязательно учитывается водонепроницаемость (W8 и более) и высокая морозоустойчивость (не менее F200), так же немаловажен коэффициент подвижности материала П-3. В случае с близким залеганием грунтовой воды, отлично подошел бы сульфатостойкий бетон, но это большая редкость. Арматура применяется диаметром 12-16 мм и может быть любой марки, соединяется в решетку она с помощью проволоки. Если же, планируется сваривать прутки арматуры между собой, то марка арматуры должна быть пригодной для сваривания (а500с, а240с). В качестве гидроизоляции, чаще всего используют битумно-полимерные материалы, однако допустимо и использование рулонного полиэтилена. Для утепления, о котором рекомендуется обязательно позаботиться в незаглубленных и малозаглубленных типах фундамента, используются различные синтетические теплоизоляционные материалы. Лучшим из них можно считать экструдированный пенополистирол, поскольку этот утеплитель очень прочен и особенно долговечен. Утеплению особенно стоит уделить внимание, если при глубоком заложении, плита фундамента выполняет одновременно и роль пола цокольного этажа.

Технология сооружения плитного фундамента

Рекомендуется заглубление плитного фундамента, как минимум на метровую глубину, а если здание не отапливается, то стоит либо утеплить его, либо заглубить на глубину промерзания грунта.

Сначала роют котлован, размеры которого должны быть немного больше плиты, поскольку нужно оставить место для проведения гидроизоляционных и утеплительных работ. Выравнивание грунта нужно произвести тщательно и вручную, поскольку поверхность грунтовой основы обязательно должна быть ровной. Затем прокладывается слой геотекстиля. Это важное условие, которое не позволит песчано-гравийной подушке разойтись в грунт. Слой песка и слой гравия, аккуратно выравнивают с применением нивелира, обязательно с тщательной трамбовкой песчано-гравийной подушки, слоями по 10см. На этом этапе можно проложить необходимые коммуникации (вода, канализация и прочее), если они будут пролегать под фундаментом. После этого, на «подушку» может быть уложен тонкий выравнивающий слой песчано – бетонной подготовки (до 10 см.). Далее идет гидроизоляционный слой из виниловой пленки или рубероида, причем двойной слой приветствуется.

Гидроизоляцию нужно вывести (выпустить) за пределы плиты и при глубоком заглублении объединить с гидроизоляцией стен цокольного этажа. Следом за гидроизоляцией стоит положить слой пенополистирола, для теплоизоляции, поверх которого, может быть дополнительно применен слой защитной виниловой пленки. Подготовка подушки плитного фундамента закончена и можно начинать конструкцию самой плиты.

Этот процесс начинается с увязки или сваривания армирующей сетки из прутков арматуры. Не рекомендуется размещать арматуру слишком близко к поверхности плиты. Как только армирующая сетка закончена, строят опалубку и обязательно укрепляют ее, поскольку давление бетона будет высоким. В полученную форму заливается бетон, который тщательно распределяется и утрамбовывается виброинструментом. Поверхность бетонной плиты, разглаживают и выравнивают, после чего накрывают пленкой, для предотвращения слишком быстрого высыхания. Готовая плита отстаивается три-четыре недели, с поливом ежедневно, в течении первых семи дней. Когда плита готова, можно завернуть, выпущенную гидроизоляцию, и припаять ее к краям плиты. Все, монолитный плитный фундамент готов и можно переходить к другим работам.

Плитные фундаменты очень надежны и долговечны, а их эффективность в условиях сложных грунтов, неоднократно доказана на практике. Песчаные, слабые, пучинистые, насыпные, рыхлые, неоднородные и другие «проблемные» грунты на строительной площадке, могут сориентировать вас на использование именно этого типа фундамента. При правильном планировании и четком соблюдении технологии недостатков у плитного фундамента не так уж и много. Если вы возводите простое здание, например, гараж, баню, мастерскую или любую легкую хозяйственную постройку, то плитный фундамент – отличное решение. Но если ваше здание – жилое, и имеет приличную планировку или этажность, то для использования монолитной плиты в основании дома потребуются серьезные строительные расчеты. Очень важно, чтобы проектировщик обладал соответствующим образованием и были проведены необходимые исследования грунта.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector