Правила расчета и возведения плитного фундамента — рассматриваем по пунктам

 

От правильно выбранного типа фундамента, от типа его конструкции и общей надежности, зависит успешность эксплуатации будущего дома. Поэтому, многие задаются вопросом о том, какой тип фундамента выбрать, как правильно его рассчитать и применить ту или иную технологию во время строительства. На сегодняшний день известны различные варианты, такие как свайный фундамент, ленточный, а также монолитный, где последний вариант считается наиболее надежным и долговечным. Монолитная плита представляет собой мощную армированную основу. Чем больше толщина монолитной плиты фундамента, тем выше способность выдерживать тяжелую конструкцию домов, которые могут быть перекрыты плитами не только между первым и вторым этажом, и последующими этажами.

Общая информация

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

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

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

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

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

Расчет выполняется:

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

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

Преимущества

• Подходит для домов с подвалом, цокольным этажом или подземным гаражом;
• Самая высокая несущая способность среди всех видов фундамента;
• Легкость и оперативность установки монтажа;
• Не требует серьезной подготовки земли;
• На плитный фундамент не влияют перепады температур и заморозки. Конструкция не деформируется при замораживании или оттаивании земли;
• Можно использовать в качестве готового пола после утепления;
• Оптимально подходит для сложного грунта, в том числе подвижного и плавающего;
• Подходит для тяжелых строений с большой нагрузкой на основание;
• Прочная и долговечная конструкция легко прослужит 150 лет!

Исходные данные

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

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

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

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

Недостатки

• Высокая стоимость материалов и обустройства. В среднем стоимость возведения монолитного фундамента составляет 30-50% итоговой стоимости строительства дома;
• Сложный расчет;
• Для монтажа необходимо привлечение спецтехники;
• Требует большое количество расходных строительных материалов, а именно бетона и арматуры;
• Обязательна тщательная гидро- и теплоизоляция;
• После установки фундамента нужно ждать 30-40 дней для продолжения строительства дома.

Виды плитного фундамента

Существует два вида фундамента-плиты по технологии исполнения: сборная и монолитная.

В первом случае на подготовленной площадке укладывают железобетонные плиты. А в качестве выравнивающего и «связующего» слоя заливают цементно-песчаную стяжку. Несущие возможности такого фундамента невысоки, поэтому его либо обустраивают на скальных (или крупнообломочных) грунтах, либо для легких построек.

Монолитная плита не имеет каких либо недостатков и ограничений в применении, кроме высокой стоимости изготовления. Есть даже рекомендации по применению плитного фундамента глубокого заложения:

• для тяжелых сооружений на насыпных почвах с заглублением до материкового грунта;
• строительство на смешанных грунтах, имеющих разные несущие свойства;
• для обустройства подвального помещения в условиях высокого уровня грунтовых вод.

По профилю различают три варианта фундамента:

• Сплошная плита. Дом без цоколя, когда поверхность плиты служит черновым полом первого этажа (например, шведская плита). Может быть как монолитной, так и сборной.
• Ребристая плита. В нижней части присутствуют ребра жесткости. Если это монолитная технология, то для них роют дополнительные траншеи, а опалубку и армирование объединяют с общей частью. Если это сборная технология, то используют ребристые готовые плиты для фундамента.

Дополнительные ребра жесткости сделают конструкцию более надежной даже при небольшой толщине основной части фундамента

• Коробчатый фундамент. Дом с цоколем на плите и бетонным перекрытием первого этажа. Плита и цоколь могут иметь монолитную технологию, сборную или комбинированную.

Дренаж и гидроизоляция

Основная причина намокания грунта и потери его несущих свойств заключается не в грунтовых водах, которые залегают гораздо глубже подошвы мелкозаглубленного фундамента, а в верховодке. Сюда входят осадки, сезонное таяние снега, а также инфильтрация воды от близко стоящих водоемов, если их «зеркало» находится на одном уровне с плитой. В меньшей мере, но также оказывает влияние капиллярный подъем воды в некоторых видах грунта.

Характер дренажных мероприятий зависит от особенностей региона и участка. Если дом стоит на склоне, то возможна закладка отсекающего дренажа. На ровных участках можно обустроить комплексную ливневую канализацию, включающую отвод воды с площадок и дорожек за пределы участка. Но в любом случае ниже уровня бетонной плиты фундамента по периметру отмостки закладывают дренажные трубы, которые с небольшим уклоном сводят в дренажный колодец.

Укладка дренажной трубы

Гидроизоляция носит комплексный характер. Если кратко сформулировать суть технологии, то она заключается в том, что плиту буквально заворачивают в два слоя рулонной изоляции. А полный перечень работ выглядит так:

1. После проведения нулевого цикла и засыпки песчано-гравийной подушки на выровненной площадке стелют два слоя из полотен рулонной битумной изоляции.
2. Все листы укладывают внахлест, а верхний слой относительно нижнего сдвигают на ширину в половину листа.
3. По всему периметру рулонная гидроизоляция должна быть уложена с запасом, достаточным, чтобы загнуть края к торцу плиты.
4. После заливки и созревания бетона, выступающие края гидроизоляции приклеивают битумом к торцу основания.
5. Проводят гидроизоляционные работы по защите верхней и боковых поверхностей фундамента.

Наглядно все этапы работ на видео:

И в заключение. Что бы ни писали о возможности обустройства своими руками монолитного фундамента-плиты, его технология строительства предполагает даже для небольшого дома значительный объем бетонирования с непрерывным циклом заливки. А при толщине фундамента 25 см и скромных размерах дома 10х10 м – это 25 м3 бетона. И это без учета слоя подбетонка. Плюс надо:

• провести нулевой цикл;
• сделать дренаж;
• завезти, разровнять и утрамбовать для подушки не менее 30 м3 песка и щебня;
• грамотно провести гидроизоляцию плиты;
• смонтировать опалубку;
• связать две сетки армирующего каркаса.

Такой проект фундамента для дома качественно может выполнить только бригада профессионалов

 

Пример расчета плитного фундамента

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

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

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

Руководство по проектированию плитных фундаментов подразумевает следующий порядок расчета:

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

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

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

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

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

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

Порядок расчета

Итак, расчет монолитной плиты фундамента начинается с детального расчета величины подушки из песка. Именно это является важным этапом, поскольку позволяет создать надежную основу для заливки бетона. Что касается песка, то обычно здесь используют мелкозернистый горный песок, поскольку он недорогой и приемлем для подсыпки. Что касается толщины подушки из песка для монолитной плиты фундамента дома, то она варьируется в значении от 20, до 60 см.

Важным моментом укладки подложки из песка является то, что ее необходимо утрамбовать. Для этого используют специализированный инструмент, такой как виброплита. Специалисты рекомендуют поливать песок, что по итогам позволит ему еще лучше уплотниться. Это увеличит несущую способность основания. Но, последнее может отнять вплоть до 1 см толщины, что является абсолютно нормальным явлением.

Важным этапом является то, что поверх подушки рекомендуют засыпать щебень. Величина подушки из щебня равна значению от 5 до 10 см. Фракция щебня может быть небольшой, где идеально подойдет фракция 5-20. Основание после засыпки должно получиться идеально ровным относительно горизонтальной плоскости. Подушку из щебня тоже рекомендовано уплотнить.

Что касается глубины, то этот критерий зависит от типа грунта. Если недалеко от поверхности земли располагается грунтовая вода, которая может навредить бетонному основанию, то в глубину, подушку стоит делать не менее 60 см. Если грунтовые воды далеко, грунт сам по себе плотный, то достаточно разместить подушку на величину до 20 см, включительно. Толщина каждого слоя монолитной плиты фундамента рассчитывается индивидуально.

Следующим этапом можно считать расчет арматуры. Здесь определяется не только общее количество металла, но и диаметр прута, шаг между прутьями, решается возможность использования сетки. Арматуру рекомендовано связывать минимум в два слоя, где первый проходит на расстоянии 5 см от подушки из песка, а второй не доходит до верхней точки основания будущей монолитной плиты, также на 5 сантиметров. По итогу заливки у нас получится то, что арматура будет находиться внутри монолитной плиты. Каркас арматуры вяжут из прута при помощи сварочного аппарата или вязальной проволоки, с шагом не более 50 мм.

Специалисты больше склоняются к использованию вязальной проволоки, потому что ее применение позволяет арматуре немного «играть» во время пучения грунта, что исключит ее разрыв, как это бывает в случае со сварочным соединением.

Далее приступают к расчету самой плиты. Здесь крайне важно выдержать высоту ее подъема, которая не должна быть меньше 150 мм. Такая плита подойдет для легких, ненагруженных домов из каркасного материала или бревна. Что касается двухэтажных домов с плитными перекрытиями, то здесь величина плиты должна быть не менее 25 см. Редко основание заглубляют на величину промерзания, поскольку это чревато излишним вложением денежных средств в проект. Предлагаем рассмотреть калькулятор расчета толщины монолитной плиты фундамента в рамках отдельного заголовка.

Структура по слоям

В разрезе плита фундамента имеет такую же структуру, что и бетонные полы по грунту.

Так выглядит максимально полная структура монолитной плиты в качестве основания дома

Стандартный «пирог» полного профиля имеет следующий вид:

• выровненный и утрамбованный «материковый» грунт;
• разделительная геомембрана (желательна, но не обязательна);
• подушка из песка (или из двух слоев – песка и щебня)
• подбетонок;
• гидроизоляция;
• листовой утеплитель;
• плита основания.

В Европе и у нас в последнее время набирает популярность модификация фундамента, который называется «шведская плита». Особенность в том, что теплый водяной пол закладывают не в стяжке, а в самой плите.

Шведская плита фундамента под частный дом с теплым полом

Этапы монтажа

• Очистка от мусора и разметка участка при помощи колышков и веревке. Далее по разметке делают котлован глубиной ниже уровня промерзания почвы и выравнивают;
• На дно котлована укладывают геотекстиль для предотвращения размывания песчаной подушки. При близком расположении грунтовых вод на глубине менее одного метра эксперты рекомендуют устанавливать и дренажные трубы из пластика. В обратном случае такой необходимости нет;
• Поверх геотекстиля укладывают и утрамбовывают песчаную подушку и щебень плотным ровным слоем высотой 20 сантиметров;
• Установка по периметру фундамента опалубки из досок, брусков, шифера и прочих подручных материалов;
• Гидроизоляция фундамента включает укладку специальной гидроизоляционной пленки, рубероида или другого рулонного материала в два слоя;
• Сверху гидроизоляционного слоя укладывают теплоизоляцию. Утепление проводят с использованием пенопластовых листов толщиной минимум 20 сантиметров, который закрепляют скотчем;
• Укладка армированной сетки. Чтобы сделать сетку, звенья арматуры скрепляют проволокой в квадратные ячейки с параметрами 20х20 или 30х30 сантиметров. Эксперты не рекомендуют сваривать арматуру, так как места сварки подвержены сильной коррозии;
• После армирования плитный фундамент заливают бетоном ровными слоями толщиной 15-20 сантиметров. Не делайте больших промежутков между слоями! При этом состав каждого слоя должен быть однородным. Нельзя использовать для одного фундамента разные бетонные смеси. Бетонную поверхность можно выровнять деревянной рейкой.

Несущая способность грунта

Тип грунта	Несущая способность (кг/см2)
	Плотный		Средней плотности
	Сухой	Влажный	Сухой	Влажный
Крупный песок	6		5
Песок средней крупности	5		4
Мелкий песок	4	3	3	2
Суглинки	3		2	1
Глины	6	4	2,5	1

Отметим, что необходимые данные для расчетов также можно найти в ГОСТах, СНиПах и других стандартах. Кроме того, в интернете легко найти специальный калькулятор, который быстро и точно проведет расчет плитного фундамента. Если вы сомневаетесь в правильности результатов, лучше обратитесь к профессионалам!

В заключение: полезные советы специалистов

Если вы усвоили, как рассчитать толщину фундамента, то все равно важно не забывать о почве. Если почва имеет пучинистую структуру, то она способна опуститься и подняться до 5 см за год. Это чревато последствиями, поскольку фундамент будет играть, что может привести к образованию трещин в основании.

Что касается арматуры, то лучше всего связывать ее между собой проволокой. Как мы и говорили раньше, даже в полностью застывшем бетоне, связанная арматура может немного «играть», что делает ее подвижной. Это сохранит общую структуру основания, и не позволит появиться трещинам. Не экономьте на материале, особенно на бетоне и на количестве арматуры. Помните, что снижая диаметр арматуры на 1 порядок, вы теряете до 5-8% несущей способности основания.

Заливать бетон на землю без песка тоже нельзя. Не забывайте утрамбовать подушку. Постарайтесь залить бетон за один день, поскольку это позволит добиться большей прочности конструкции. Учитывайте, что минимальная толщина фундамента в виде монолитной плиты не может быть менее 15 см.

Полезное видео

Наглядно расчет монолитного плитного основания показан на видео ниже:

Выводы

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

Завершение работ

В процессе установки фундамента проводят коммуникационные системы в частном доме. После заливки бетон оставляют высыхать на 4-5 недель. При этом конструкцию закрывают полиэтиленовой пленкой, а при сильной жаре — периодически поливают прохладной водой. Только после полного затвердевания приступают к строительству дома, бани или другого помещения.

Чтобы усилить защиту фундамента от влаги и негативного воздействия грунтовых вод, используют дополнительную наружную гидрозащиту. Так, наружные стены можно обработать специальными составами, которые предотвратят протеки и затопление, появление плесени и грибка. Особенно дополнительная изоляция важна для дома с подвалом или цокольным этажом.

Кроме того, плитный фундамент и стены дома от тающего снега и сильных дождей защитит обустройство отмостков. Такая конструкция важна для деревянных построек, ведь влага разрушает древесину, в результате чего бревенчатые стены темнеют и теряют первоначальные свойства, а эксплуатационные сроки дома сокращаются.

При этом, происходит постоянное намокание фундамента, что приводит к просадке и повышает возникают просадки и повышается риск затопления подвала или цокольного этажа. Особенно такие проблемы характерны для местности с пучинистым грунтом.

Отмостки представляют горизонтальную полосу вокруг здания шириной 60-120 сантиметров. Конструкции делают с небольшим уклоном из песка, щебня, бетона или глины. Можно использовать сразу несколько материалов. Слои высотой не менее 20 сантиметров трамбуют, покрывают водонепрониаемой пленкой и закрывают декоративной плиткой или камнем. Не забудьте и об установке водосточных желобов.

Монтаж плитного фундамента своими руками — трудоемкий процесс. Неправильный расчет, некачественная бетонная смесь и нарушение технологий строительства уменьшат срок службы дома и приведут к серьезным проблемам в конструкции. Чтобы этого избежать, обращайтесь к профессионалам!