admin / 14.05.2019

Расчет толщины плитного фундамента

Содержание

Какой толщины должна быть плита монолитного фундамента?

Плитный фундамент считается самым надежным и выбирается при строительстве домов на неустойчивых и подтапливаемых почвах. Этот тип оказывает минимальное воздействие на грунт и обеспечивает равномерное распределение всех весовых нагрузок. Технология заливки сама по себе простая, основной акцент делается на расчете параметров плиты, а именно: глубины заложения, высоты подушки, марки и толщины бетона, сечения арматуры, потребности в утеплении. Диапазон варьируется от 15 до 35 см, если расчетная величина отличается, то рассматриваются другие варианты основ.

  1. Описание конструкции
  2. Как рассчитать толщину фундамента?
  3. Возведение монолитного основания по шагам

Особенности плитного фундамента

Представляет собой бетонный монолит с двумя рядами сетки из арматуры, размещаемый поверх утрамбованной песчаной подушки, в особо сложных случаях – усиленный ребрами жесткости снизу. Величина затрат на его строительство зависит от степени заглубленности основания: на устойчивых почвах оно практически сравнивается с землей и требует минимальных вложений и усилий. На плывущих грунтах или при необходимости организации подвального пространства на плитный фундамент уходит до 1/3 общестроительного бюджета, так как закладка проводится ниже уровня промерзания.

Существуют нормы, согласно которым слой армосетки размещается на расстоянии не менее 5 см от края плиты, 7 – между собой, минимальное сечение арматуры – 12 см. С учетом укладки двух прутьев в решетку итоговая толщина составляет 21,8 см. Но использовать его по умолчанию нельзя, точные параметры монолитного фундамента определяет расчет. Полученное значение сравнивают с рекомендуемым с учетом веса здания и геологических условий участка:

Объект строительства Для устойчивых грунтов Для сильно пучинистых
Хозяйственные постройки летняя кухня, баня, гараж 10-15 15-20
Толщина плиты для дома из газобетона, пиломатериалов или ОСБ (1-2 этажа) 25 30
То же для здания из кирпича или бетона более двух этажей 25-30 30-35

Толщина плиты для деревянного дома зависит от этажности, при использовании хорошо просушенных материалов их удельный вес не превышает 600 кг/м3, что в 2,5-3 меньше, чем у кирпича. Как следствие рекомендуемое значение составляет 30 см.

Последовательность расчета толщины будущей плиты

К исходным данным относят: все весовые нагрузки, включая снеговые, удельное давление на грунт для данного типа фундамента (справочная величина, зависит от типа почвы), площадь постройки. Вес самой монолитной плиты игнорируется благодаря ее размещению на песчаной подушке. Основные этапы расчета при этом:

  • Анализ и грунта и определение оптимального удельного давления на фундамент.
  • Расчет массы постройки. Суммируется вес стен (включая отделку и утеплитель), перекрытий, кровельных конструкций, мебели, снега на крыше зимой.
  • Определение удельной нагрузки на грунт путем деления веса дома на площадь и сравнение ее с нормативным значением. Полученная разница умножается на размеры плитного фундамента, итоговое число соответствует его требуемой массе.
  • Расчет оптимального объема (деление предыдущего значения на плотность бетона) и толщины монолита.
  • Округление до ближайшей величины, кратной 5 (не важно в какую сторону).
  • Перерасчет массы монолитного фундамента и сравнение его с рекомендуемой, расхождение не должно превышать ±25 %.

Следующим шагом является определение оптимальной глубины заложения и толщины подушки из щебня и песка, эти факторы напрямую зависят от типа почвы. Минимальная высота траншеи – 60 см, но такая закладка допустима лишь на устойчивых грунтах. Во всех остальных случаях плитный фундамент размещается на 60 см ниже уровня промерзания. Толщина засыпки зависит от веса постройки, минимум составляет:

  • Для гаража – 25 см.
  • Легких щитовых конструкций – 15 см.
  • Фундамента для дома из бруса – 25-30 см.
  • Для здания из кирпича и бетона – 50 см (из ни 20 – щебень, 30 – песок).

Этот слой обеспечивает равномерность распределения весовой нагрузки, на сложных почвах его увеличивают на 5 см как минимум.

Этапы строительства монолитного фундамента по шагам

Работы начинаются с анализа состояния грунта и расчета толщины самого основания и подушки под ним, после чего определяется требуемое количество стройматериалов. При возведении монолитной плиты рекомендуется придерживаться следующей схемы действий:

1. Разметка участка и земляные работы.

2. Настил геотекстильного полотна по дну и периметру стен выкопанного котлована.

3. Размещение дренажного отвода. Необязательный этап, выбирается при высоком уровне грунтовых вод. В этом случае по дну котлована прорывают неглубокие траншеи, закрываемые тем же геотекстилем, поверх которого прокладываются пластиковые трубы с отверстиями. После чего их засыпают щебнем и накрывают еще одним слоем сетки. Рекомендуемая схема расположения труб – поперек будущей монолитной плиты.

4. Организация подушки, первым засыпается и трамбуется щебень (на особо сложных грунтах – пропитанный битумом), после чего эту операцию повторяют с песком, для облегчения процесса уплотнения его слегка смачивают. На этом этапе задействуется вибротехника, достичь нужной плотности без оборудования непросто.

Важный нюанс: используется песок только крупных фракций, при превышении толщины подушки свыше 10 см он трамбуется послойно.

5. Прокладка коммуникаций согласно заранее составленной схемы (при необходимости). Этот этап проводится одновременно с предыдущим, водопроводные или канализационные трубы размещаются поверх прослойки из щебня. Сверление монолитной фундаментной плиты после застывания считается грубейшим нарушением технологии, важно продумать любые мелочи.

6. Выравнивание дна котлована тощим бетоном. Еще один необязательный, но рекомендуемый этап, выбираемый при риске подтапливания или смещения грунта. Толщина заливаемого слоя – в пределах 10 см.

7. Монтаж опалубочных конструкций, проверка разметки и отклонений по уровню.

8. Настил рулонной гидроизоляции с обязательным выпуском по краям около 1 м. Опытные строители используют не менее двух слоев, все стыки обрабатывают паяльником.

9. Утепление будущей монолитной плиты (рекомендуется) – укладка экструдированного пенополистирола по дну и бокам котлована с учетом отверстий для коммуникаций. Их толщина учитывается заранее, до начала монтажа опалубки.

10. Армирование – перевязка железных прутьев с минимальным сечением в 12 мм с помощью пластиковых хомутов или проволоки с интервалом от 20 до 30 см. Сетка размещается в два слоя, нижний связывается из более толстой и прочной арматуры. На этом этапе важно не повредить утеплитель (при наличии) или гидроизоляцию, поэтому под прутья размещают специальные пластиковые подпорки.

11. Заливка бетона. Этот этап проводится в один день, при большом объеме фундамента имеет смысл заказать готовый раствор. Допускается самостоятельное приготовление бетона с маркой прочности не ниже М300, но допустимый перерыв в процессе не превышает 12 часов. Бетон заливается, разравнивается и трамбуется исключительно послойно по всему периметру монолитной плиты. Заполнение отдельными участками приводит к образованию трещин, этот фактор является еще одним доводом в пользу заводского раствора. Залитый бетон уплотняется глубинными вибраторами, в крайнем случае – вручную, после чего его поверхность разглаживается, выравнивается рейками и накрывается полиэтиленовой пленкой.

12. Выдержка монолитного фундамента – не менее 4 недель, с обязательным уходом за поверхностью (обрызгивании водой) в течении первых 7-10 дней.

13. Снятие опалубки, гидроизоляция боковых стен плиты, а именно – поднятие и крепление к стенам отложенных ранее рулонных стройматериалов.

Указанная технология строительства фундамента требует значительных вложений и трудозатрат, важно понимать, что все они будут бесполезны при выборе неправильной толщины плиты или глубины ее заложения. Такие этапы, как анализ состояния грунта, расчет параметров основания и непосредственно бетонирование однозначно стоит доверить специалистам. Данная пошаговая инструкция подходит для возведения плоской монолитной железобетонной плиты, при необходимости прокладки ребер жесткости процесс усложняется: подготавливаются специальные траншеи вдоль несущих стен с шагом не менее 3 м. Но их точные размеры и интервал определяет сложный инженерный расчет, в частном строительстве этот вариант используется редко.

Плитный фундамент расчет толщины — принцип и онлайн-калькулятор

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 строительства Сопротивление грунта
кгс/см² кПа
Гравий, щебень, крупнообломочные грунты 5,0÷6,0 500÷600
Пески крупные и гравелистые 3,5÷4,5 350÷450
Пески средней крупности 2,5÷3,5 250÷350
Плотные пески мелкой или пылеватой фракции 2,0÷3,0 200÷300
Пески мелкой или пылеватой фракции, но средней плотности 1,0÷2,0 100÷200
Супеси, твердые и пластичные 2,0÷3,0 200÷300
Суглинки, твердые и пластичные 1,0÷3,0 100÷300
Глины твердые 3,0÷6,0 300÷600
Глины пластичные 1,0÷3,0 100÷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 плита Оптимальное значение распределённой нагрузки на грунт, кгс/см²
Плотные пески мелкой или пылеватой фракции 0.35
Пески мелкой или пылеватой фракции, но средней плотности 0.25
Супеси, твердые и пластичные 0.5
Суглинки, твердые и пластичные 0.35
Глины твердые 0.25
Глины пластичные 0.5

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.

  • Супеси выделены оттого, что с большой долей вероятности на них также возможно использование более простого и дешевого ленточного фундамента.
  • Твердые глины – это весьма обманчивый тип грунта. При резком переувлажнении (например, сильный паводок, аномально затянувшиеся дожди, изменения в положении водоносного слоя и т.п.) их структура и, следовательно, сопротивление нагрузке могут претерпевать существенные изменения в сторону потери несущей способности. То есть нет полной застрахованности от вероятности постепенного проседания постройки в неблагоприятно складывающихся условиях, хотя предварительные расчеты будут говорить о полной возможности строительства. В этом случае лучше проконсультироваться с опытными специалистами – возможно, оптимальное решение будет крыться в создании иного типа фундамента, например, свайного.

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:

  • Предполагается, что уже проведен анализ несущего грунта на участке под строительство – его тип потребуется указать в соответствующем поле ввода.
  • Хозяин будущего дома уже имеет представление о размерах здания и материале строительства, о типах планируемых перекрытий, виде кровли, крутизне ее скатов и общей площади. Эти данные будут запрашиваться калькулятором. Причем, для некоторых элементов конструкции здания предусмотрено по нескольку вариантов – например, внешние и внутренние стены, или перекрытия межэтажное и чердачное и т.п. Если дополнительных вариантов нет, то просто оставляется значение площади по умолчанию, равное «0».
  • Снеговая нагрузка будет учтена автоматически – в зависимости от региона строительства и крутизны ската кровли.
  • Эксплуатационные нагрузки также уже внесены в базу – они будут учтены при указании площади перекрытий в доме.
  • Поля ввода данных оснащены поясняющими подписями, так что серьезных затруднений быть не должно.

Калькулятор для определения рекомендуемой толщины плитного фундамента

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»:

  • Первый вариант – полученное значение расположилось в рамках от 200 до 350 мм. Это говорит о том, что плитный фундамент действительно для имеющихся условий становится оптимальным решением. Полученный результат обычно округляют до величины, кратной 50 мм, в ближайшую большую или меньшую сторону, и после этого, на всякий случай, можно просчитать еще раз нагрузку, но уже с точным параметром толщины плиты. Если распределенное давление не будет отличаться от оптимального более, чем на 25% – можно смело оставлять эту толщину уже для дальнейшего практического исполнения.
  • Второй вариант – ответ показывает, что толщина плиты должна быть более 350 мм. С большой долей вероятности можно предположить, что плита – это не идеальное решение. Лучше привлечь специалистов для оценки возможностей использования более экономичных схем – ленточного или столбчатого фундамента. Есть еще одно решение – снижение толщины плиты за счет создания обращённых вниз, в сторону грунта, ребер жесткости, которые предотвратят горизонтальные подвижки чрезмерно легкой конструкции. Но для такой плиты уже никак не обойтись без высококвалифицированных расчетов.
  • Наконец, третий вариант – расчёт показывает, что толщина плиты должна быть менее 150 мм (а в ряде случаев вполне возможно даже отрицательное значение). Вывод однозначен – здание чрезмерно массивно для его строительства на плитном основании на таком типе грунта. Рисковать, полагаться «на авось» в такой ситуации – неблагоразумно, и единственным выходом видится привлечение специалистов для дополнительного исследования состояния грунтов и выработки правильного, то есть надежного и безопасного со всех точек зрения решения.

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.

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.

Толщина фундамента: вычисляем сами

Решение по параметрам фундамента принимается на основе некоторых показателей, которые характеризуют не только саму постройку, но и окружающую местность.

Перевязка арматуры в фундаменте

В проекте, уже готовом со всеми расчётами, точно указывается и толщина всего фундамента, и глубина заложения, и так далее. Зависят такие показатели от характера почвы и условий гидрогеологии, то есть от уровня грунтовых вод, характера почвы, глубины её промерзания при больших морозах и так далее.В самом обычном случае решение по фундаменту принимается из предположения того, что почва является усредненной неувлажнённой.

Чтобы определить характер почвы нужно вырыть яму с показателями:

  • Длина должна быть более метра;
  • Ширина должна быть более метра;
  • Глубина от 2,5 до 3 метров.

Чтобы определить содержание в почве глинистых частиц, нужно немного земли насыпать в стакан с водой до половины стакана.

Дальше необходимо дать этой смеси настояться. После чего просто останется замерить слои: слой, который снизу – это чистая почва, слой , который сверху – это глинистые породы. После измерения слоёв нужно просто выяснить их соотношение между собой.

Нужна вся эта процедура по определению глинистости для того, чтобы избежать неприятностей при дальнейшем строительстве и эксплуатации постройки. Всё дело в том, что глинистая почва имеет свойство разбухать от влаги, что может привести к изменению несущей способности фундамента.

Заливка ленточного монолитного фундамента

Оптимальным грунтом под фундамент можно назвать суглинистые породы, которые имеют очень не высокую влажность, то есть практически сухие породы.Также несущая способность и водопроницаемость глинистых пород изменяется и при изменении в них примесей песка и гравия.

Также неплохим вариантом будут супеси, которые также находятся в сухом состоянии, если же они сырые, то они приходят в подвижное состояние.

Типы грунтов

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

Пучащиеся грунты

В пучащихся грунтах, в которых уровень грунтовых вод более двух метров от максимальной глубины промерзания, фундамент следует закладывать на глубину равной глубине промерзания умноженного на 0,75, но эта цифра не должна быть меньше 70 сантиметров.

Песчаный грунт

По размеру зёрен песчаные грунты делят на:

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

Армирование ленточного фундамента

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

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

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

Торфянистая почва

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

Виды фундамента и его размеры

На практике в большинстве своём применяют два основных типа фундамента – это ленточный, или сплошной и столбчатый. Ленточные фундаменты лучше использовать при неглубоком его заложении, а также в тех случаях, когда стены постройки будут выполнены из тяжелых материалов.

Как правило, в пучащихся грунтах для того, чтобы экономить средства, траншею заполняют сначала песком, затем слоем щебня и слоем гравия. Каждый слой при этом обильно поливается водой и утрамбовывается. Высота такого псевдофундамента не должна превышать половины высоты основного фундамента.

В зависимости от толщины стены можно найти и толщину фундамента. Но стоит отметить, что она не должна быть меньше 35 сантиметров.

Для того, чтобы снизить просадку фундамента путём снижения давления на грунт, его снизу утолщают. Делается это с помощью возведения двух-трёх ступеней.

Высота таких ступеней должна быть в пределах от 30 до 40 сантиметров, а ширина порядка 15-25 сантиметров. Обрез фундамента нужно устроить выше уровня земли.

Устройство фундамента

Бутовые;Обычно в частном строительстве применяют следующие типы ленточного фундамента:

  • Кирпичные;
  • Бутобетонные;
  • Бетонные;
  • Монолитные;
  • Сборные.

Для бутовых и бутобетонных ленточных фундаментов толщину выбирают примерно на 10 сантиметров шире, чем стена. Такие фундаменты возводятся из гранита, песчаника, который очень плотный. Уступ по высоте должен иметь не менее 2 рядов кладки.

Для кладки используют составы растворов:

  • Для маловлажных грунтов применяют цементно-известковый состав, который состоит из 1 части цемента марки не ниже М400, 2,1 частей известкового теста, 15 частей песка;
  • Для влажных пород применяют те же компоненты, но в соотношении 1к0,7к8;
  • Для насыщенных грунтов – 1 к 6 без известковой смеси.

Перед укладкой первого ряда на основание заливается раствор толщиной около пяти сантиметров. Потом сверху нужно уложить камни и плотно спрессовать их.

При возведении бутобетонного фундамента заполнительным материалом может быть камень, щебень, кирпич, кирпичный бой и так далее.

В том случае, если стены фундамента полностью вертикальные, а глубина не превышает одного метра, то на дно траншеи кладут уплотнитель, то есть цементный раствор, толщиной порядка пяти сантиметров, на него укладывают один из вышеперечисленных заполнителей.

Если слоёв несколько, то через каждые 15-20 сантиметров их нужно разделять слоем цементного раствора.

В свою очередь каждый слой нужно проливать жидким цементным раствором. Если высота фундамента больше метра или ширина котлована больше ширины самого фундамента, то по его сторонам ставят деревянные щиты, которые служат в роли опалубки. Снимать её можно только после двух недель при жаркой погоде.

Толщину сборных фундаментов определяют сборные элементы, например, блоки. Они могут иметь в толщину 30, 40,50, и 60 сантиметров.

Толщина фундамента зависит даже от того, на каком грунте его укладывают

Так как редко, где можно встретить плиты меньшей толщины. При этом расчет толщины плиты фундамента производится на основе данных о стенах, грунте и так далее.Блоки следует укладывать с перевязкой швов по вертикали. Для того, чтобы расширить подошву применяют армированные бетонные плиты. В этом случае минимальная толщина плитного фундамента будет равной 60 сантиметрам.

Вторым типом фундаментов является столбчатые фундаменты. Такой фундамент гораздо экономичнее ленточного. Его можно применять, когда стены здания будут возводиться из относительно лёгких строительных материалов.

Расстояние между столбами не должно превышать 2-2,5 метров. Это касается углов и мест пересечения стен. Когда столбы готовы, то наверх необходимо уложить железобетонные плиты или перемычки.

Такие перемычки называют рандбалками. На них будут располагаться стены постройки. В свою очередь столбы могут возводиться из камня, кирпича, могут быть бутобетонными или бетонными.

По общей классификации их также делят на монолитные и сборные.

Если столбы делают из кирпича, то следует применять только красный, хорошо обожжённый кирпич. Минимальная толщина столбов для фундамента равна 50 сантиметрам.

Однако есть и исключения. Например, если возводится одноэтажный каркасный дом, то можно делать толщину столба равную 38 на 38 сантиметров для углового, и 38 на 25 сантиметров для промежуточного столба.

Минимальная толщина столбов, а соответственно и самого фундамента, которые выполнены из бутового камня составляет порядка 60 сантиметров в обе стороны.

Для того, чтобы выполнить монолитный столб, необходимо сделать опалубку, или специальный котлован. Бетон должен иметь плотность порядка 1,8 тонны на метр кубический, то есть быть очень тяжёлым. Минимальная ширина для такого фундамента равна 40 сантиметрам в обе стороны.

Установка опалубки

В качестве перекрытия на столбы кладут рандбалки, которые могут выполняться из сборного или монолитного железобетона. Для того, чтобы обеспечить свободную осадку рандбалок при том, что здание даёт общую осадку, а также с целью предохранения от грунтового пучения, под балки насыпают песчаный слой толщиной порядка 25-50 миллиметров.

Расчёт ширины фундамента

Процесс расчёта складывается из нескольких этапов:

  • На первом этапе следует определиться с типом грунта, как это сделать говорилось немного выше;
  • Дальше по специальной таблице нужно определить, сколько можно дать нагрузку на один сантиметр квадратный столба, который стоит на разных грунтах.

Дальше следует определить пористость грунта. Для этого нужно аккуратно вырезать десятисантиметровый кубик земли и взвесить его.

Нужно его измельчить и определить объём с помощью мерного стакана. Дальше применяют следующие формулы: А=1-Р1/Р; Р1=П/В0;Р=П/В1.

В этих формулах Р и Р1 – объёмный вес земли в естественном и уплотнённом состоянии, П- вес одной единицы объёма грунта, В0 и В1 – объёмы грунта в естественном и уплотнённом состояниях.

И теперь опять по специальной таблице выбираем сопротивление грунта. Например, супеси имеют сопротивление 3 килограмма на сантиметр квадратный с коэффициентом 0,5.

Третьим этапом нужно рассчитать вес постройки, которая будет располагаться на этом фундаменте.

Далее, учитывая несущую способность того грунта, где стоит постройка, можно рассчитать количество столбов, а точнее шаг, с которым они должны устанавливаться. Так же это поможет вычислить и сечение каждого столба.

Например, из таблицы можно взять следующие данные

Деревянные или каркасно-панельные стены, толщина которых равна 15 сантиметров оказывает давление примерно 40 килограмм силы на метр квадратный.

Важно возводить фундамент по правилам, иначе не успев заселиться в дом, придется осуществлять ремонт основания

Таким образом, рассчитываем полный вес стен и по другой таблице смотрим нагрузку от перекрытия. Например, цокольное железобетонное перекрытие оказывает нагрузку в 300-500 килограмм силы на метр квадратный фундамента.Один квадратный метр стены, изготовленной из ячеистых блоков плотностью 600 килограмм на метр кубический, оказывает давление примерно в 120 килограмм силы на метр квадратной.

Опять подсчитываем полную нагрузку от всего перекрытия. Затем вычисляем таким же образом нагрузку от крыши. После этого расчёта необходимо все получившиеся массы сложить и получить суммарную массу всего дома, или постройки.

Когда вес найден, то можно прибавить к нему вес отделки и мебели. Дальше просто делим весь вес на количество столбов и получим массу, которая приходится на один столб. После этого делим массу на площадь опоры одного столба.

Например, пусть получилась масса на один столб около 10000 килограмм. Пусть столб имеет квадратное сечение со стороной примерно 1 метр. Тогда его площадь опоры составит 1 умноженное на 1 – 1 квадратный метр, то есть 10000 квадратных сантиметров.

Из этих расчётов не трудно вычислить вес на один квадратный сантиметр грунта под столбом, то есть 10000 разделить на 10000, и получим ровно 1 килограмм на сантиметр квадратный.

Затем смотрим из таблицы в первом пункте, какой несущей способностью обладает тот грунт, на котором стоит постройка. Если она меньше этой цифры, то следует увеличить площадь столба или количество столбов, если же она больше, то значит, все данные фундамента выбраны верно.

Расход цемента

При расчётах массы дома допускается не учитывать вес внутренней отделки и мебели, ровно так же, как и людей, находящихся в доме. Это связано не с тем, что этот вес мал, а с тем, что при расчёте массы стен не учитывались проёмы, то есть двери, окна, арки и так далее.

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*