Как рассчитать толщину фундаментной плиты

Толщина плиты фундамента влияет непосредственно на устойчивость и период эксплуатации любого дома. Каждому строительству предшествует этап проектировки, при этом берутся в учет все условия местности: ландшафт территории, климат, тип грунта и иные факторы. В обязательном порядке в проекте должен быть учтен вес будущего сооружения. Масса 2-х этажного дома давит на основание с одной нагрузкой, вес же 1-этажной конструкции значительно отличается. Поэтому несущая нагрузка фундамента является основным моментом в процессе расчета толщины плиты фундамента.

Конструктивные особенности фундаментной плиты

Общая масса любого здания имеет довольно внушительные параметры, поэтому монолитная плита фундамента обязана надежно выдерживать эти нагрузки. Монолит дает возможность равномерно распределять вес здания на грунт, поэтому расчет толщины плиты выполняется с учетом вертикального давления.

В качестве альтернативы допускается обустройство плиточного основания из железобетонных блоков заводского производства. Но частными застройщиками обычно выбирается монолитная опора из-за простоты возведения и доступности материалов. Кроме того, обустройство монолита позволяет избавить хозяина дома от вероятных проблем с нестабильностью почвы, подтоплением и промерзанием грунта.

Плита может иметь глубокое или незначительное заложение, этот параметр зависит от этажности строящегося здания. Мелкозаглубленное основание углубляется на 0.6 м. Но это правило действует только для идеальной по структуре почвы. В некоторых случаях особенности грунта заставляют строителей даже под гараж заливать надежное основание, которое глубоко уходит в землю.

Что влияет на расчет монолита

Чтобы грамотно выполнить расчет толщины плитного фундамента, нужно располагать такими сведениями, как:

• уровень нахождения грунтовых вод;
• тип почвы;
• высшая точка замерзания грунта.

Рассчитать заглубление основания можно простейшим способом — к точке замерзания добавляется 0.6 м. Фундамент-плита является особо актуальным для пучинистых и регулярно подтопляемых почв. Сооружение такого основания по затратам значительно отличается от возведения ленты или свайного фундамента. При этом армирование является обязательным этапом работ.

Непосредственно монолит имеет форму пирога:

• 2 арматурные сетки укладываются с дистанцией 7 см между собой;
• сверху, внизу и между ними находится бетонный слой;
• сечение стержней арматуры должно быть больше 12 см.

Минимальная толщина фундаментной плиты с учетом этих параметров равняется 28 см.

Достоинства монолита

Фундамент для дома в виде монолитной плиты имеет множество достоинств:

• возведение доступно даже новичкам, самое важное — уделить особое внимание расчетам общей нагрузки на основание;
• толщина монолитной железобетонной плиты фундамента надежно защищает нижний этаж от затопления;
• платформа здания практически не подвергается естественной осадке, подвижкам грунта и другим отрицательным факторам окружающей среды.

Обустройство подушки

В ходе строительства делается как расчет толщины плиты, так и вычисление высоты подушки под фундамент. Слой из песка и щебенки под основанием позволяет мягко распределить массу постройки и не допустить проникновения чрезмерной влаги к опорной конструкции.

Наиболее безопасным, как утверждают специалисты, является песчаный вид грунта, он меньше всего подвергается деформациям. Глиняные почвы с высоким уровнем подземных вод подвержены пучению при заморозках и подтоплению весной.

Если изначально толщина монолитной фундаментной плиты была рассчитана неправильно, то она может не справляться с сезонными изменениями. Самое ужасное, что случится — появится трещина в фундаменте и весь дом перекосится.

Приблизительная толщина подсыпки из песка должна быть 30 см. Обустройство подушки имеет некоторые особенности:

• технологический процесс подразумевает применение песка крупной фракции без мусора и сторонних примесей;
• нельзя допускать перемешивание песка с землей, дно котлована следует укрыть геотканью;
• слой песка в обязательном порядке поливается водой и трамбуется.

Какой толщины не была бы фундаментная плита, ей в обязательном порядке требуется защита от воды. Для этого выполняется ряд гидроизоляционных работ. Неправильное сооружение монолита зрительно можно определить после первой же зимовки эксплуатируемого жилища. Фундамент дома «поведет» со всеми вытекающими неприятными последствиями.

Подушку под монолитный фундамент необходимо укладывать по всей площади. Подсыпка состоит из слоя песка и щебенки. Они засыпаются на ровное и утрамбованное дно ямы. Вначале щебенка слоем в 200 мм, после идет песчаный слой — 300 мм. Следовательно, самая часто используемая толщина подсыпки под монолитное основание будет приблизительно 500 мм.

Необходимо учесть, что толщина слоев подсыпки из песка и щебня может отличаться в очень больших пределах. Этот параметр будет зависеть от ряда факторов, среди них главными являются тип почвы и вес сооружаемой конструкции. Например, для легких построек из дерева вполне хватает подсыпки общим слоем 150 мм, для металлического гаража — 250 мм, а слой в 500 мм идеально подходит для больших домов из кирпича.

Щебенка позволяет компенсировать пучинистость и низкую плотность почвы, при этом она будет очень хорошим дренажом, тем более на глинистых грунтах с повышенным уровнем подземных вод. Песок обеспечивает равномерность давления на почву.

Использование армировочного каркаса

Армирование плитного фундамента толщиной 15 см осуществляется за счет установки в центральной части одноярусной вязаной сетки из прутьев сечением 10-14 мм. Для основания толщиной более 20 см используется два яруса сеток. Расстояние между ними должно быть 20-30 см. Арматурные стержни фиксируются в точках пересечения вязальной проволокой.

Расчет фундаментной плиты

Толщина плитного фундамента рассчитывается с учетом:

• сечения арматурных стержней;
• дистанции между двумя ярусами сеток;
• толщины слоя бетона сверху и снизу сетки арматуры.

Монолит, точнее его толщина, рассчитывается очень просто: все показатели суммируются, и определяется необходимый параметр. Причем минимальная толщина плиты должна быть не менее 200 мм. Естественно, окончательный результат будет определяться составом почвы и уровнем подземных вод. Кроме размеров плиты фундамента, нужно учесть высоту подушки из песка и слоя дренажа.

Для обустройства плитного основания удаляется слой дерна и копается котлован глубиной приблизительно 50 см. Данный показатель определяют, исходя из того, что щебенка засыпается слоем приблизительно в 200 мм, песок — 300 мм.

В результате элементарного сложения выходит, что толщина фундамента с подсыпкой в целом должна составлять не меньше 700 мм. Однако этот параметр может существенно отличаться с учетом изменений показателей почвы и массы будущего дома, под который этот фундамент делается.

Например, бетонная плита для кирпичной постройки должна быть на 50 мм больше, чем для дома из пенобетона. Причем при строительстве второго этажа в кирпичном здании основание по толщине увеличивается до 400 мм (либо больше — это будет зависеть от массы и конфигурации сооружения). А при использовании пенобетона толщина фундаментной плиты для двухэтажного дома увеличивается не меньше, чем на 350 мм.

Эти показатели описаны для примера, чтобы понять то, насколько толщина плиты фундамента может зависеть от типа здания, для которого сооружается основание. Точные параметры для определенного дома можно получить с помощью вычислений, которые лучше всего доверить профессионалам.

Почему нужно знать толщину плиты

Все вычисления необходимо выполнять с учетом требований СНиПа и ГОСТа. Определив, какая толщина плиты идеально подойдет для возводимого здания, можно создать надежный фундамент, а также точно определиться с объемом стройматериалов для его сооружения.

Кроме толщины, необходимо также знать:

• площадь монолита, включая гидро- и термоизоляцию;
• периметр фундамента (длина, ширина);
• объем бетонного раствора;
• размеры боковых сторон;
• давление на грунт;
• массу бетонной смеси;
• сечение вертикальных прутков армирования;
• сечение армирования в сетке;
• нахлест арматурных стержней;
• диаметр ячейки арматурной сетки;
• общую массу арматурного каркаса;
• общую длину стержней арматуры.

Расчет монолитного основания выполняют с целью определения объема бетонного раствора, который нужен для его создания. Для чего площадь подошвы необходимо помножить на толщину фундамента. Легче всего понять, как производятся расчеты, рассматривая конкретный пример.

Например, будет сооружаться здание размером 20×20 м и плиточное основание с толщиной 0.30 м. Объем фундамента составляет 120 куб. м (20×20х0.30). Такое же количество бетонного раствора понадобится для заливки основания. Нужно учитывать и наличие ребер жесткости, которые служат для увеличения стойкости к деформационным процессам. Они устанавливаются с дистанцией в 3 м вдоль и поперек основания.

Чтобы правильно рассчитать плиту, необходимо определить размер ребер жесткости. Длина задается с учетом размера каждой стороны фундамента и в этом примере она равняется 20 м. Всего понадобится 14 ребер, поэтому их общая длина будет 280 м.

Поперечное сечение ребер бывает трапецеидальным или прямоугольным. С учетом норм, верхняя плоскость ребра должна находиться на 0.8 м от высоты плиты. Для ребер в форме прямоугольника объем будет составлять 0.3×0.8×280=67.2 куб. м.

У ребер в виде трапеции основание внизу должно равняться 1.5 толщины плиты, верхняя часть — 0.8. Так, площадь трапеции составляет (0.8+1.5)/2×0.30=0.345 кв. м, а общий объем ребер равен 0.345×280=96.6 куб. м.

Из примера ясно, что для установки бетонного монолита толщиной 300 мм и размером 20×20 м с трапецеидальными ребрами понадобится 216.6 куб. м бетонного раствора. Этот показатель совершенно не трудно вычислить самому, чтобы узнать расходы, требующиеся для устройства основания.

Толщина монолита — немаловажная характеристика, которая позволяет обеспечить его прочность. Данный показатель будет зависеть от множества моментов и может меняться на различных почвах либо для разных конструкций домов. Поэтому, чтобы соорудить на самом деле надежное жилище, нужно очень внимательно относиться к расчету толщины плиты.

Почему именно плитное основание

В частном малоэтажном домостроительстве монолитное основание используется не часто.

Основная причина — недостаточная информированность домовладельцев обо всех преимуществах, спецификации и особенностях устройства плитного основания.

У плиты есть и другие названия — сплошной, плавающий фундамент, а также различные вариации его обустройства:

• сборный;
• монолитный;
• ребристый;
• «шведский»;
• с армированием либо без;
• коробчатый.

Для частного строительства больше всего интересен монолит из железобетона, именно эта плита лучше всего подойдет для компактных домов.

Преимущества железобетонной монолитной плиты:

• Надежная жесткость в пространстве. Это позволяет исключить возможность усадки на локальных участках фундамента (в отличие от ленточного основания) и образования трещин на бетонной поверхности либо разъединение швов.
• Высокая несущая возможность. Плита из железобетонного монолита позволяет создавать незначительную нагрузку на почву в результате равномерного распределения общего вертикального давления, вне зависимости от толщины основания. Это идеальный вариант для дома из дерева, газобетона, даже для кирпичных зданий.
• Простая технология сооружения основания, что позволяет значительно сэкономить время на возведение. Но финансовые расходы на монолитное основание могут доходить до половины от общей сметы на сооружение дома.
• Уменьшение расхода бетонного раствора, но только при сооружении незаглубленного железобетонного основания.
• Относительная легкость работ, связанных с теплоизоляцией. В качестве вариаций — настил под фундамент вспененного пенополистирола, добавление в раствор специальных наполнителей.
• Универсальность в использовании. Плиточное основание подойдет для любых типов почв, в частности и тех, которые называют проблемными.

Некоторые негативные моменты все-таки присутствуют при сооружении монолита:

• Значительные финансовые расходы. В этом случае многое будет зависеть от выбранной схемы заливки, однако неоспоримым является тот момент, что во время сооружения можно значительно сэкономить на иных стройматериалах, например, досках для сооружения опалубки. Если монолитное основание является мелкозаглубленным, небольшим по своей толщине, то экономия является довольно значительной.
• Трудности в проведении расчетов. Это больше относится к толщине плитного фундамента. С увеличением этого параметра сильно увеличивается стоимость обустройства.
• Некоторые сложности с проектированием отдельных конструкций, например, невозможность реализации проекта с подвальным этажом, а также при возведении на рельефном участке.

Решение многих проблем зависит от того, насколько грамотно организовано строительство. Например, применение автомобильного миксера существенно облегчает способ заливки цементного состава и позволяет сэкономить время. Это же относится и к точности вычислений толщины плитного железобетонного основания.

Этапы сооружения плитного фундамента

После изучения всех особенностей плитного монолитного фундамента, есть смысл выделить главные этапы сооружения этого основания.

Разметка участка

Разметка выполняется после полной очистки территории, а также с учетом проектной схемы сооружения здания и самым приемлемым способом организации хранения материалов, замешивания бетона.

Рытье котлована

Глубина ямы определяется расчетной толщиной монолитного основания и подсыпки. Для подушки этот показатель обычно выбирается в районе 50 см. Если было решено дополнительно произвести теплоизоляцию фундамента с помощью листов пеноплекса, то, естественно, повышается и количество вынимаемой земли.

Относительно структуры подсыпки строители высказывают самые различные мнения. Одни советуют насыпать слой песка и гравия по отдельности, другие рекомендуют применять песок, перемешанный со щебенкой. Необходимо учитывать, что чем меньше подушка будет впитывать воду из почвы, тем дольше по времени можно эксплуатировать конструкцию. С учетом этого лучше всего под монолитное основание засыпать песок крупной фракции, утрамбовать этот слой, а уже поверх насыпать щебень, который тоже трамбуется.

 

Перед устройством подсыпки в обязательном порядке выполняется максимально плотная трамбовка земли в яме. От этого будет зависеть непосредственно прочность монолитной плиты фундамента. Помимо этого, рекомендуется укладывать на дно геоткань.

Устройство опалубки

Если монолитное основание мелкого заглубления, то можно ограничиться узкими щитками из досок. Они устанавливаются по контуру ямы и собираются в общую конструкцию. В качестве варианта — листы пенополистирола в роли несъемной опалубки.

Если сооружается здание больше, чем в один этаж, а почва относится к группе «сложных», то на этой стадии нужно сделать цементную стяжку (подбетонку) слоем приблизительно в 10 см. В этом случае лучше всего отдать предпочтение в пользу монолитного полотна. Такая защита от воды не имеет швов, при этом она гораздо лучше работает, в отличие от рулонных материалов, полоски которых необходимо соединять.

Укладка теплоизоляционного слоя и армирование

Это не обязательный этап, однако, во время подкладки под монолитный фундамент листов пеноплэкса полы первого этажа получатся намного теплее.

Армировочная сетка монтируется не на гидроизоляционный слой (теплоизолятор), а на специальные пластиковые подпорки, которые называются «защитой бетона». Высота этих приспособлений определяет расстояние от теплоизолирующего слоя до армакаркаса. В магазинах можно встретить разные вариации таких подставок, поэтому выбрать (либо сделать своими руками) несложно.

Заливка бетонной смеси

Ничего сложного в этих работах нет, если предварительно знать некоторые нюансы:

• Работы запрещается оставлять на второй день. Монолитное основание должно быть залито сразу по всей поверхности. Поэтому может потребоваться несколько помощников, даже когда основание плиты по размерам маленькое.
• Во время приобретения бетона необходимо учитывать как его марку (не меньше чем М300), так и размер фракций дополнительных компонентов. Чем они будут больше, тем в дальнейшем будет труднее трамбовать смесь. А с учетом того, что плитное основание имеет незначительную толщину, выполнять трамбовку необходимо вручную.

Это общепринятая пошаговая инструкция по сооружению монолитного железобетонного фундамента плиточного типа, в ней не учтены различные особенности местности.

Фундамент любого здания является его основой, и от того, насколько грамотно и профессионально выполнены все работы по заливке очень часто будет зависеть качество всего сооружения. Во время выбора вида основания необходимо учесть тип грунта, глубину замерзания земли, а также основное предназначение и конструкцию возводимого жилища.

Нужно не забывать, что стоимость основания иногда составляет более 25% от расходов на сооружение всего дома, и это совершенно не тот элемент здания, на котором можно сэкономить. Чтобы не допустить вероятных дефектов во время возведения жилья, рекомендуется поручить заливку основания плиты специалистам, которые могут максимально точно выявить все вероятные особенности объекта постройки и гарантировать качество проделанной работы.

Видео по теме