При выборе фундамента руководствуются во первых, надежностью, во-вторых стоимостью. Неплохо было бы, если бы сочетались оба качества, но такое возможно не всегда. Одно из самых надежных оснований для строительства дома — фундамент монолитная плита. В некоторых случаях — на нормальных грунтах под легкие дома он обходится относительно недорого, в сложных случаях может быть дорогим.
Структура монолитной плиты для фундамента
Простая конструкция плитного фундамента, позволяет без привлечения высококвалифицированных специалистов выполнить монтаж такого основания. Однако, потребует значительно затратить трудовые силы, поскольку объем работ внушительный, начиная от копки котлована для заглубления, до вязки арматуры и заливки плиты.
Классическая конструкция полного ж/б фундамента выглядит следующим образом :
структура плитного фундамента
Основными элементами является:
- Вязанная арматурная сетка. Монтируется от одного до нескольких слоев в одном горизонте, зачастую не менее двух слоев. Для армирования используется материал от 10 до 16 мм, наиболее востребована арматура диаметром 12 мм. Рассчитывается объем и диаметр арматуры исходя из запланированных размеров плиты: толщины и периметра. Армированную сетку можно монтировать самостоятельно, на месте, из закупленных прутов, или приобрести уже готовую, сварную.
армированная сетка фундамента
- Бетонная смесь. В состав бетонной смеси входит гравий, песок и пластификаторы, которые придают раствору прочности и вязкости. Цемент следует использовать марки не менее М250. Мраку М300 можно использовать для строительства более высоких зданий, но не более 4-5 этажей, в зависимости от весовой нагрузки. Более прочные марки, например М400, уже применяются для многоэтажной застройки.
Вся конструкция устраивается на песчано-гравийной подушке, с гидроизоляцией, а при необходимости и утепляется. После набора прочности, торцевые части ж/б фундамента, так же, покрывают специальной мастикой, если на стадии сборки опалубки не использовались гидроизоляционные рулонные материалы. Быстро и эффективней, выполнить устройство монолита с использованием специальной техники и с привлечением физического труда, только для точечных работ. К таким работам относится выравнивание котлована, армирование, утепление и гидроизоляция. Объемные же работы, такие как копка котлована и заливку плиты, рекомендуется выполнять, используя строительную технику. Так, например, если позволяют средства, заливать плиту целесообразно за один раз, а не мешать раствор в ручную за несколько десятков раз. Таким образом, не создается слоистость в структуре плиты, достигается максимальная цельность.
заливка бетоном армосетки монолитного фундамента
После выполнения всех работ, плита должна набрать прочность и «высохнуть» в теплое время года и в относительно сухом климате, этот процесс занимает до 1 месяца. Лучше всего, что бы свежий фундамент «перезимовал», отстоявшись до 6 месяцев, тогда он успеет осесть, и проявить все свои недостатки, если таковые будут иметь место.
Плюсы железобетонного монолитного фундамента
Подходит для нестабильных грунтов
Монолитная плита во время сезонных изменений пучинистых грунтов, сохраняет равномерное распределение стеновой нагрузки. Такие изменения могут возникать при сильных морозах и оттаивании, длительной влажности, при всех природных явлениях которые воздействуют на плотность и объемность почвы. Все здание, как единый конструктив, равномерно поднимается или оседает в зависимости от движении грунта, при этом сохраняется целостность несущих стен и самого фундамента. В отличие от ленточных фундаментов , которые неравномерно проседают при таких явлениях и дают трещины. Такое свойство плиты позволяет возводить дома на глинистых почвах и суглинках, торфянистых и склонных к заболачиванию, и даже на песчаных грунтах.
Характеризуется минимальным процентом усадки, которая происходит равномерно и безболезненно как для самого фундамента так и для всего здания.
плитный монолитный фундамент
Высокая несущая способность
В данном случае срабатывает обычные законы физики. Чем больше площадь распределения нагрузки, тем меньшее давление оказывается на основание и грунт. Все многоэтажные дома возводятся и прочно стоят на монолитном плитном или комбинированных со столбчато-свайными фундаментами.
плитный монолит хорошо подходит для тяжелых каменных домов
Долговечность
Грамотное устройство, с учетом особенностей грунта и поведения самой плиты во время эксплуатации, соблюдение требований технологии по утеплению, гидроизоляции, однородности бетонной смеси, достаточного объема гравийно-песчаной подушки и других базовых требований обеспечат прочность и целостность фундамента на многие десятилетия. В среднем, срок жизни качественного плитного фундамент считается вековым, то есть, на нем может прожить не одно поколение. В каждом населенном пункте достаточно много подобных памятников архитектуры, когда многоэтажное здание более 100 лет и даже до 300 лет стоит на бетонной плите. Но следует заметить, что любое долголетие еще зависит и от надлежащего ухода за строением.
многие памятники архитектуры более века стоят на монолитной плите
Высокая прочность
Это самый прочный фундамент из всех существующих разновидностей. Достигается за счет однородности и отсутствия слоистости тела плиты. В основании отсутствуют стыки и швы, то есть, нет слабых мест для проникновения разрушающей влажности в тело фундамента и появления трещин. Кроме того, равномерное распределение нагрузки по всей поверхности, снимает значительную часть давления на железобетон, что является плюсом к уровню прочности.
прочность достигается за счет монолитной целостности
Позволяет возвести цокольный этаж
Единственный фундамент, на котором рекомендуется возводить дом с цокольным этажом. Устраивается как основание для цоколя и служит фундаментом для всего дома.
Минимальные земляные работы
Свойственно для мелкозаглубленных фундаментов, без наличия цоколя. Устойчивость к изменениям свойств грунта позволяет выполнять монтаж прямо на поверхности почвы без заглубления, предварительно очистив участок и выровняв его. Такие работы можно выполнять самостоятельно без строительной техники.
для мелкозаглубленной плиты не проводятся объемные земляные работы
Простая технология возведения
В условиях дефицита средств для возведения фундамента и наличия свободного времени, часть работ можно выполнить своим силами, без привлечения техники и специалистов. В простой технологии устройства плитного фундамента можно легко разобраться. Такие работы как засыпка гравийно-песчаной подушки, подготовка котлована для заглубленных фундаментов, армирование, устройство опалубки, может выполнить любой новичок. Используя специальные формулы или онлайн калькулятор, при наличии весовых расчетов будущего дома, можно самостоятельно рассчитать размеры и объемы фундамента, примерное количество материала и его стоимость. Конечно, такие работы как подготовка бетона и его заливку лучше выполнять за один раз с привлечением специальной техник, с целью достижения однородности плиты.
заливка монолитного фундамента бетононасосом
Сокращает внутренние половые работы
Плита фундамента уже служит как черновое основание пола в доме. На него можно укладывать финишное половое покрытие: линолеум, ламинат, паркетную доску и если потребуется, защитные материалы, такие как гидроизоляция и утеплитель. Подробнее про свойства ламината в статье: «Что такое ламинат. Структура и свойства»
плитный фундамент уже является черновой стяжкой для полов в доме
Минусы монолитной плиты как фундамента для дома
Высокая стоимость
Затратность такого фундамента может быть в 3 и более раз выше в чем затраты на устройство ленточного и раз в 5 выше свайного фундаментов. Объясняется такая высокая стоимость необходимостью использования большого объема бетона и арматуры. В отличие от ленты, бетоном заливается вся площадь под будущим домом и на всю глубину фундамента.
на монтаж плитного фундамента расходуется в несколько раз больше арматуры
Второй существенной статьей расхода является необходимость использования тяжелой и специальной строительной техники. Для заглубления, если необходимо, привлекается ковшовый трактор, для заливки плиты и доставки бетона на объект необходимо будет нанимать бетононасос. Те работы, для которых спец. техника не требуется, достаточно объемны и для их выполнения необходим труд нескольких человек. Поскольку на выравнивание заглубленной ямы, на вязку арматуры, засыпку и трамбовку песчано-гравийной подушки может уйти не один месяц, то можно не успеть до наступления морозов, а бетонные работы при отрицательных температурах выполнять не рекомендуется по ряду причин.
монтаж плиты требует использование спецтехники
Трудности замены коммуникаций
В отличие от свайных и ленточных фундаментов, где все коммуникации можно проложить через пустотное пространство между грунтом и черновым полом, монолитная плита исключает такую возможность. Все сантехнические коммуникации заводятся на стадии монтажа армированной сетки и заливаются монолитом в плиту. Такое устройство значительно затрудняет, а иногда делает невозможным замену сантехнических коммуникаций в доме. Потому, в плитный фундамент, рекомендуется закладывать сантехнику лучшего качества, которая уверенно прослужит многие годы, а также дополнительно покрыть трубы защитными изоляционными материалами, от перепадов температур и влажности. Для таких домов целесообразно использовать трубы на ПВХ основе, они более долговечны и не подвержены коррозии в отличие от металлических. Имеется единственный риск их повреждения во время монтажа.
разводку всех коммуникаций в плитном фундаменте необходимо выполнять заранее
Не подходит для холмистой местности
С точки зрения затратности, не целесообразно планировать плитные основания на рельефе с большими перепадами высот, а так же на скалистой местности, которая и без того, имеет прочный грунт, способный удержать любое здание средней высотности. Расход материала, в данном случае, будет колоссальный. Кроме того, в случае даже небольшого оползневого смещения грунта по склону, плита не сможет удержать допустимый горизонт, даже сохранив целостность. Возникает риск смещения всего дома на неопределенный угол. Поэтому, для холмистой и горной территории хорошо подойдут свайные фундаменты. Подробнее про свайный фундамент в статье «Свайный фундамент. Достоинства и недостатки»
на местности с большими перепадами высот больше подойдет другой вид фундамента
Необходимо утеплять
Железобетон боится влажности. накапливает ее в своей структуре при возникновении точки росы. Подробнее в статье ” Точка росы в строительстве“. Любой монолит необходимо утеплять как на уровне заглубления, так и над грунтом, с целью недопущения промерзания. В ином случае, накопленная влажность при первых же морозах начнет разрушать тело фундамента изнутри и вызывать коррозию арматуры.
плитный фундамент необходимо утеплять как внутри так и над грунтом
Слабая прочность на изгиб
Обратная сторона высокой прочности – это плохая устойчивость к деформациям в плоскости. Неравномерное распределение давление на плитный фундамент неизбежно спровоцирует возникновение трещин и начало разрушительных процессов в теле. В значительной степени, этот недостаток смягчает качественное армирование плиты, а так же достаточная толщина гравийно-песчаной подушки, которой следует уделить особое внимание. Изменение плотности в неоднородном грунте и его движение меняет места нижнего давления на плиту. В этом случае, если сверху нагрузка дома распределена равномерно, то снизу, такое распределение может постоянно меняться и провоцировать разлом в фундаменте. Только хорошая песчано-гравийная подушка служит смягчающим буфером и предотвращает подобные разрушения.
может образоваться трещина при неправильном распределении давления, как результат недостаточной гравийно-песчаной подушки
Для каких домов подходит плитный фундамент
Самый массивный и прочный фундамент, а так же самый дорогой. Его можно использовать для любого типа строений, однако не целесообразно.
Эффективным будет, вложится в прочный монолит при строительстве тяжелого каменного дома, а также в случае многоэтажной застройки. Все дома из шлакоблока, кирпича, железобетонных конструкций и других, тяжелых материалов рекомендуется строить на монолитном фундаменте. И не целесообразно возводить легкие каркасные дома, дома из пеноблоков или газоблоков. В последнем случае, “строится” в несколько раз дешевле на легком свайном или ленточном фундаментах.
Остановится на монолитной плите рекомендуется и при наличие проблемных, неустойчивых грунтов на участке (суглинки, торфяники, песчаные почвы) . Как отмечалось выше, это сохранит целостность несущих стен и всего строения, при изменении плотности и уровня почвы во время сезонных изменений температуры и влажности.
В заключении:
О важности фундамента для любого дома говорится много. Этому ключевому элементу в строительстве уделяется особое внимание, ведь устойчивый фундамент – это залог долговечности, будущего капитального строения, надежная опора на многие десятилетия для всего конструктивна здания. При сохранении целостности фундамента, в случае любых катаклизмов природного или искусственного характера ( пожаров, оползней, наводнений) дом всегда можно восстановить, а вот фундамент можно только поставить новый, в крайнем случае отремонтировать. Однако, любые ремонты уже не обеспечат былой прочности. Потому выбрав пусть и не дешевый, но надежный и прочный монолитный ж/б фундамент, Вы с высокой вероятностью, избежите любых проблем связанных основанием своего дома.
Технология заливки плиты
К основным этапам проведения работ относят:
- подготовительные работы;
- разметка и земляные работы;
- укладка основания под плиту;
- монтаж опалубки и армирование;
- заливка бетонной смеси;
- уход за бетоном и распалубочные работы.
О каждом из них необходимо рассказать по порядку.
Подготовительный этап
Эти работы включают в себя изучение характеристик почвы, расчет толщины бетонного слоя и количества арматуры. Для выполнения геологических изысканий при самостоятельном строительстве достаточно будет визуального изучения почвы. Технология проведения работ имеет два способа: отрывка шурфов и бурение скважин. При устройстве мелкозаглубленного фундамента достаточно шурфов, глубиной на 50 см ниже отметки подошвы фундамента. При выполнении изысканий определяют:
- тип грунта и его несущую способность;
- наличие подземных вод под плитой.
Расчет монолитной плиты выполняют, опираясь на характеристики несущего слоя грунта и общую массу здания. Для индивидуального строительства обычно достаточно толщины 15 см. При высоте фундамента 15 см и менее армирование производят в один ряд. Шаг арматурных стержней и сечение прутов также подбирается с помощью расчетов.
Полноценные вычисления параметров монолитной плиты очень сложны. В городах с числом жителей меньше миллиона может быть всего несколько специалистов, способных грамотно его выполнить. По этой причине при индивидуальном строительстве все размеры часто берут приблизительно (по упрощенным расчетам с перестраховкой). Полноценный расчет выполняют по СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».
Основание под плиту
Основанием служит пирог из нескольких слоев, технология укладки которых заключается в следующем:
Первым этапом работ станет укрытие дна котлована геотекстилем, если это предусмотрено проектом. Помимо увеличения прочностных характеристик грунта, материал не даст расползтись сыпучему слою. Геотекстиль следует укладывать так, чтобы он выходил за края будущей плиты минимум на 1 метр.
Укладка подушки из сыпучего материала. Как уже говорилось ранее, для этого применяют песок, гравий или щебень. Самым распространенным вариантом является песчаная подушка или комбинация 20 см песка + 20 см щебня . Нельзя применять мелкую или пылеватую фракцию — такой песок через некоторое время даст сильную усадку, и по фундаменту пойдут трещины. Толщина подложки принимается в пределах 30-50 см. Иногда характеристики грунта вынуждают укладывать большее количество песка. Важно помнить, что устройство песчаной подушки предусматривает обязательное послойное уплотнение. Уплотнять песок лучше всего вибрироплитой слоями не более 20 см.
Песчаная подушка укладывается на геотекстиль, обязательно уплотняется.
Поверх песка укладывается щебенчатая подушка, так же уплотняется.
Далее выполняют подбетонку. Для производства работ используют «тощий» бетон (бетон низкого класса, например B7,5 или B12,5). Толщину подготовки обычно принимают 50-70 мм. Заливку смеси выполняют вручную ведрами или с применением бетононасоса. Набор прочности бетонной подготовкой зависит от погодных условий. В среднем к следующему этапу работ можно приступать спустя 2 недели. Окончательное застывание потребует 4 недели (при температуре выше 25 С°). В это время производят уход за бетоном (далее об этом рассказано подробнее). Бетонное основание делают на 10 см шире плиты в каждую сторону.
Подбетонка служит защитой от повреждений для гидроизоляции.
На застывшую бетонную поверхность раскладываю гидроизоляцию. В качестве гидроизоляционного материала чаще всего применяют обычный плотный полиэтилен. Но лучше использовать более дорогие материалы. Гидроизоляция фундаментной плиты может быть также проникающей (пенетрирующие составы).
Лучше использовать рулонную гидроизоляцию, все стыки тщательно проклеиваются.
Последним слоем в основании под устройство плиты становится утеплитель. В конструкции нельзя применять пенопласт или минеральную вату, поскольку эти материалы не обладают достаточной прочностью, а минеральная вата еще и скапливает влагу. Лучше всего остановиться на применении экструдированного пенополистирола. Толщина слоя зависит от климатического района. В среднем она составляет 100 мм. Утеплитель закладывается в проект плиты не всегда.
Вынос размеров на местность и отрывка котлована
Строительные работы начинают с выноса осей (при самостоятельном строительстве контура фундамента). Это делается достаточно просто. Если нарисован план расположения здания, то на нем следует привязать здание к существующей застройке. Технология разметки плиты:
- От этой точки откладывают прямой угол, стороны которого станут наружной поверхностью фундамента (при откладывании угла пользуются способом «Египетского треугольника», со сторонами 3, 4, 5).
- На земле колышком отмечают первый угол монолитной плиты.
- После на сторонах угла отмеряют длины сторон фундамента и находят еще две точки, проделав с которыми те же манипуляции, что и с первой находят оставшуюся четвертую точку монолитной конструкции. Точность контролируется диагоналями, они должны совпадать до 10 мм.
- Обозначив границы, выполняют обноску. Обноска представляет собой вертикальные стойки и прибитой к ним горизонтальной рейкой. Эту конструкцию располагают на расстоянии примерно 50-100 см в каждую сторону от границ фундамента.
- На обноску проецируют стороны плиты и забивают в этих местах гвозди.
- На гвозди натягивают шнур, обозначающий границы монолитной конструкции. Такой способ позволяет не повредить разметку при отрывке котлована.
При подготовке котлована плодородный слой снимается полностью.
Земляные работы предполагают выкапывание достаточно глубокого котлована. При заливке вровень с землей, его глубина должна складываться из следующих значений:
- толщина утеплителя;
- толщина гидроизоляции;
- толщина бетонной подготовки;
- толщина подушки под фундамент.
Сложив все эти значения, получают глубину котлована. Сама плита обычно находится выше уровня грунта или немного заглубляется. Технология строительства здания с подвалом предполагает, что глубина котлована зависит от высоты помещения подвала или технического подполья.
По периметру плитного основания в подсыпку предусматривают укладку дренажных труб. Они должны иметь нормативный уклон. Также при отрывке котлована необходимо предусмотреть места ввода инженерных коммуникаций.
Армирование
Для индивидуального строительства можно руководствоваться минимальными значениями, принимаемыми по пособию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий».Требования для монолитной плиты представлены в приложении 1, раздел 1. Общая площадь сечения рабочей арматуры в одном направлении принимается не менее 0,3% от общего сечения фундамента. Минимальный диаметр стержней назначается 10 мм при стороне плиты менее 3 м и 12 мм при большей длине стороны. Диметр вертикальных стержней должен составлять не менее 6 мм. Максимальный размер рабочего армирования 40 мм, на практике чаще используют 12, 14 и 16 мм. Размер ячейки принимают от 10 см.
Арматура под несущими стенами укладывается чаще, торцы плиты армируются П-образными хомутами.
Опалубка и заливка бетона
Опалубка для монолита может быть двух видов:
- съемная;
- несъемная.
Самый распространенный тип съемной опалубки — деревянная. В группе несъемной лидирует пенопласт. Эти материалы позволяют существенно снизить цену на устройство монолита. Щиты из дерева изготавливают самостоятельно, предусматривая подпорки с наружной стороны. Пенополистирол изготавливается в виде уже готовой к использованию опалубки, остается лишь собрать ее, как конструктор.
Уплотнение бетона вибратором обязательно.
Заливку смеси выполняют непрерывно, сброс бетона с высоты более 0,5 метра не желателен. Разгонять бетон более чем на 2 метра от места сброса нельзя, поэтому при заливке плиты чаще используют бетононасос. К тому же использование бетононасоса в некоторой степени позволяет контролировать качество бетона, т.к. через него нельзя подать низкокачественную смесь.
После заливки выполняют уплотнение вибрированием или штыкованием.
Уход за бетоном и распалубка
Уход за бетоном заключается в следующих мероприятиях:
- накрывание залитой поверхности мешковиной, опилками, песком или полиэтиленом для предотвращения испарения жидкости;
- частое обильное увлажнение бетонной конструкции.
Выполнять обрызгивание бетона необходимо каждые два часа при ветреной или солнечной погоде и каждые три часа при пасмурной. В ночное время суток увлажнение производят не менее 2-3 раз. Такие мероприятия в среднем нужно проводить в течение одной недели. Это предотвратит появление на поверхности трещин, возникающих в процессе высыхание бетона.
Опалубку можно снимать в среднем через 10-14 дней. Этот период также зависит от погодных условий (среднесуточной температуры наружного воздуха). Снимать опалубку по истечении 10-14 дней следует только в случае необходимости. Если есть возможность дождаться полного отвердевания бетона (4 недели), лучше это сделать. Опалубку из пенополистирола снимать нет необходимости. На этом устройство плитного фундамента завершено.
При соблюдении всех требований и рекомендаций, фундамент получится прочным, и здание простоит на нем долгие годы.
Технология строительства утепленной плиты
С целью защиты дома от теплопотерь можно создать утепленные плитные фундаменты своими руками — пошаговая инструкция и чертежи помогут реализовать такую задачу в сжатые сроки. Любая железобетонная монолитная плита включает в себя несколько слоев, а при наличии утепляющих элементов их количество возрастает. Чтобы получить требуемое качество, важно правильно создавать каждый уровень.
Подготовка основания
На начальном этапе производится подготовка основания. Параметры котлована должны соответствовать размерам постройки и быть больше на 1 м. На выделенном участке снимается слой плодородной почвы, а по краям котлована фиксируются дренажные трубы, которые будут отводить поверхностные воды.
Дно тщательно разравнивается, ямы засыпаются, а возвышенности удаляются. На обработанную поверхность укладывается слой геотекстиля — он должен покрыть дно и стенки котлована.
Дальше высыпается чистый песок средней фракции слоем в 20-30 см. Для его трамбовки используется виброплита. Поверх насыпается щебень равномерным слоем с последующей трамбовкой. Еще на подготовительном этапе следует установить все инженерные системы.
Бетонная подготовка
По периметру углубления устанавливаются опалубка из досок толщиной 40 мм или фанеры с параметрами 18-21 мм. Высота конструкции определяется с учетом толщины оставшихся слоев. По краям опалубки удобно отслеживать уровень бетонного раствора, поэтому лучше использовать обрезную доску. На гравийную подушку помещается бетон слоем 100 мм.
Для этой работы подходит материал невысокой марки — В7,5 или В10. Наличие бетонного слоя обеспечит надежную основу для гидро- и теплоизоляции.
Гидроизоляция
Поскольку монолитная плита фундамента под частный дом заглублена в почву, ее нужно покрывать слоем гидроизоляции. Для этих целей применяют обмазочную и рулонную изоляцию. Основание нужно очистить от пыли, а потом пропитать керосином или растворителем. При фиксации рулона его можно выпускать за пределы на 10-15 см.
Утепление
В качестве утепляющего материала для фундамента применяют экструдированный пенополистирол с повышенной плотностью. Этот слой должен обладать толщиной 10-15 см. Точные параметры зависят от условий эксплуатации.
Армирование
Роль армирующего элемента выполняет ребристая арматура класса AIII диаметром 12-14 мм. Ее укладывают вдоль и поперек, соблюдая шаг 15-30 см. Параметры армирования определяются отдельными расчетами. В процессе армирования создается клетка.
Заливка бетоном
Параметры плиты могут меняться в зависимости от разных факторов и варьироваться от 20 до 50 см. Заливать ее нужно бетонным раствором марки В30 за 1 прием, исключая появление вертикальных швов.
Лучше заказать бетон с доставкой и заранее распределить его порции. Уплотнять материал нужно глубинными вибраторами с высокочастотными колебаниями.
Уход за бетоном
Строительство плитного фундамента требует правильного ухода за бетоном после его заливки. Чтобы сырье хорошо затвердело, нужно поддерживать влажность в пределах 90-100% и температуру +5ºС. Заливку лучше проводить в теплую погоду при +20ºС.
Последующий уход заключается в бережном обращении с плитой для защиты от повреждений. После укладки бетон закрывается пеленкой или слоем брезента, что необходимо для защиты от прямых солнечных лучей и ветра.
Когда снимать опалубку
Демонтаж опалубки для ФБС производится после набора бетоном 70% от заводской прочности. Точный термин определяется окружающей температурой.
Как рассчитывается фундамент из монолитной плиты
Чтобы провести расчет фундаментной плиты, необходимо воспользоваться услугами экспертов. На этапе проектирования следует учитывать все особенности участка. Большинство математических вычислений должны проводить специалисты, но легкие расчеты возможно выполнить самостоятельно.
Так, если нужно построить гараж, сарай или баню, то достаточно определить толщину плиты фундамента. При чрезмерно малых параметрах конструкция не сможет справиться с нагрузками на изгиб, а при избыточной толщине появятся неоправданные затраты.
Расчет оптимальной толщины плиты
Расчет толщины фундамента плита своими руками по пошаговой инструкции выполняется после тщательной оценки грунта на стройплощадке. Для этой задачи лучше пригласить специалистов с профессиональным буровым оборудованием. Они помогут определить состав и толщину слоев, найти размещение грунтовых вод и провести дальнейшие расчеты.
У каждого грунта имеется свой показатель несущей способности, который измеряется в килопаскалях (кПа). Распределенное давление от массы будущей постройки не должно превышать несущую способность плиты.
Расчет армирующего каркаса и количество материалов для его изготовления
Если нужно провести армирование плит толщиной 150 мм, понадобится одноярусная вязанная сетка диаметром 12-16 мм, которую закрепляют в центральной части. Если используются конструкции на 200 мм, армированные элементы закрепляют в 2 яруса двумя сетками с шагом 200-300 мм.
Для более надежной фиксации следует уплотнить шаг прутьев и увязать сетки по точкам пересечения прутьев с помощью стальной проволоки.
Чтобы получить точные параметры, следует воспользоваться функциональными онлайн-калькуляторами.
Устройство плитного основания для частного дома от А до Я
Работы начинаются с анализа грунта (УГВ, несущих способностей и однородности слоев, ровности участка) и расчета параметров фундамента (толщины плиты и подушки, сечения и частоты арматуры, глубины заложения). Основные этапы заложения по возможности выполняются весной или в первые месяцы осени, при достаточно сухой, но не жаркой погоде и прогретой почве.
Для того, чтобы сделать фундамент из плит своими руками, необходимо выполнить следующие шаги:
- Выполняется подготовка площадки, разметка фундамента, заложение труб коммуникаций и земляные работы.
- На дно котлована засыпаются и уплотняются слои песка и щебня, выполняющие функцию дренажной подушки.
- По периметру фундамента устанавливается опалубка с подпорками по бокам.
- Проводятся работы по утеплению и гидроизоляции подошвы и стенок фундамента.
- Внутри опалубки связывается армокаркас.
- Заложенные ранее трубы коммуникаций закрываются от попадания раствора.
- Опалубка заливается бетоном с обязательной выгонкой воздуха и уплотнением.
- Залитая плита выравнивается и накрывается пленкой, конструкцию оставляют в покое до полного набора прочности.
- После снятия опалубки и проверки состояния выполняется обратная засыпка плиты, при необходимости – с закладкой дренажа по периметру или сменой грунта.
Анализ грунта и расчет плиты
Исходными данными для расчета служат:
- Климатические данные региона (используются при определении уровня промерзания грунта и снеговых нагрузок)
- Результаты анализа проб грунта, взятых как минимум в 5 точках (углы и центр дома) на глубине до 1,5-2 м, позволяющие определить его УГВ, водонасыщение и несущие способности.
- Общие весовые нагрузки и площадь дома.
Взятые пробы грунта позволяют определить оптимальное значение нагрузки здания, в кгс/см2.:
- у суглинков, мелких плотных и пылевых песков это значение составляет 0,35 кгс/см;
- у песков средней плотности и пластичных глин – 0,25;
- супесей и твердых глин – 0,5.
При ведении строительства на последних дополнительно обращается внимание на показатели водонасыщения – при близком залегании «верховодки» или сезонном подтапливании у твердых глин редко снижаются несущие способности. Из-за высоких рисков перекоса от заложения плиты на таких участках отказываются в пользу свайных видов фундамента, опирающихся на устойчивые слои.
Расчет толщины плиты ведется вручную или с помощью онлайн калькуляторов по схеме:
- Общая весовая нагрузка делится на площадь дома и сравнивается с оптимальным значением несущих способностей грунта.
- Полученная разница используется для определения оптимальной массы и толщины фундамента плиты.
При выдаче калькулятором толщины менее 15 см масса здания считается слишком большой, более 35 – заложение плиты экономически нецелесообразно. При получении оптимальной для частных домов толщины в 20-30 см можно приступать к расчету арматуры и бетона.
Иногда расчет упрощают – владельцы выбирают рекомендуемый нормами минимум исходя из материала стен (20-25 см – газобетона и бруса, 30-35 – кирпича и шлакоблока), прибавляют его к общему весу здания и сравнивают с параметрами грунта.
Суммарный вес постройки с фундаментов всегда должен быть меньше произведения площади дома в см2 на несущую способность грунта. При нарушении этого условия в расчет вносят корректировки.
Земляные работы
На этом этапе площадка:
- очищается от корней крупных растений;
- выравнивается и раскапывается вручную или экскаватором на расчетную глубину (подушка+ углубленная часть плиты).
Разметку котлована проводят перед копкой, после предварительного выравнивания.
Колышками и шнуром обозначаются как границы самого фундамента, так и углы котлована – с 50-100 см отступом по бокам под опалубку и будущую отмостку. После выемки плодородного слоя и лишнего грунта дно котлована трамбуется виброплитой или бревном и застилается геотекстилем.
Если прокладывание коммуникаций предполагается под будущей плитой, на этом же этапе нулевого цикла закладываются трубы и коробы основных линий, а по периметру, при необходимости – дренажные трубы.
Схема и глубина размещения инженерных сетей подбираются заранее, концевые выводы обязательно защищают от попадания сыпучих материалов или бетона. Вносить изменения после земляных работ в разводку сложно и опасно, любые мелочи учитываются заранее.
Особого внимания требуют участки с перепадами. При отклонении уровня свыше 50% от толщины основания простого вынимания земли и разравнивания дна недостаточно. В таких случаях возможны два варианта действий: засыпка низких участков выбранным выше неплодородным грунтом или заполнение их песко-гравийной смесью с последующей трамбовкой.
Изготовление подушки
Экономия на этом слое недопустима, ошибки при обустройстве подушки чреваты частым контактом подошвы с грунтовой влагой, затоплением цокольных частей и перекосами проемов.
По нормам подушка выводится за пределы периметра плиты на 20-50 см при перепаде по плоскости не более 2 мм/п.м. Первым засыпается проницаемый и отводящий от подошвы влагу песок, вторым – прочный щебень с фракцией 20-40 мм. Все слои тщательно уплотняются и по возможности разделяются геотекстильным полотном.
Толщина слоев зависит от параметров грунта, рекомендуемый минимум для песчаной прослойки составляет 20 см, гравийной – 10. При этом возможны коррективы: при ведении строительства на сухих и плотных грунтах от песка можно отказаться в пользу ПГС и снизить толщину этой прослойки до 10 см.
При ведении работ на пучинистых и неоднородных участках часть грунта в котловане заменяется песком, толщина этой прослойки увеличивается до 30-40 см. Щебенчатая подушка засыпается всегда, в особо тяжелых случаях – из пропитанного битумом щебня или дробленного гранита.
При повышенных рисках пучения фундамента под подошвой плиты поверх щебня укладывается армосетка и заливается 5-7 см прослойка чернового бетона с маркой прочности от М50.
Сбор и установка опалубки
Съемная опалубка под фундамент плиту закладывается из досок с толщиной от 30 мм или фанеры от 18 мм. Боковые подпорки для конструкции со стандартной высотой устанавливаются через каждые 70 см, на слабых грунтах под подпорки укладываются кусочки доски.
Щиты из досок сбиваются максимально плотно, с набивкой поперечного бруса снаружи через каждые 1-1,5 м. В идеале край опалубки совпадает по уровню с плитой, при отсутствии такой возможности на внутренней поверхности отмечается уровень будущей заливки бетона. Непосредственно перед этапом бетонирования внутренние поверхности опалубки промазываются олифой или машинным маслом.
После сборки опалубки в ее стенках формируются входящие и выходящие отверстия для коммуникационных систем, которые будут проходить непосредственно в монолите плиты.
Как сделать гидроизоляцию?
Гидроизоляция плитного фундамента выполняется всегда, вне зависимости от надежности и толщины подсыпки.
При отсутствии чернового бетонного или утепляющего слоя горизонтальную отсечку от влаги закладывают как минимум из двух слоев гидроизоляционных мембран или других современных гидроизоляционных рулонных материалов.
Полотна укладываются с напуском на всю опалубку, обязательным 15 см нахлестом, пайкой или промазыванием швов и смещением стыков. Работы ведутся в мягкой обуви и в сухую погоду.
В каких случаях и как правильно проводится утепление?
Потребность в заложении дополнительного утепляющего слоя возникает при высоком риске сезонного пучения или промерзания фундамента, планировании закладки в плите элементов напольного обогрева или чрезмерной влажности грунта.
От практики засыпки под плитой керамзита в настоящее время отказываются в пользу плит экструдированного пенополистрола. Пеноплекс укладывается в 2 слоя или имеют замковые системы соединений, итоговая толщина теплоизоляционной прослойки зависит от климатических условий региона и варьируется в пределах 10-25 см.
Армирование монолита
По нормам минимальное общее сечение горизонтальных прутьев армокаркаса составляет 0,3% от общего сечения плиты.
Стандартный монолит толщиной в 20-30 см армируется двумя рядами сеток, с соблюдением ряда правил:
- Равномерном шаге ячеек не более 30 см (в идеале 15-20).
- Минимальном сечении горизонтальных прутьев – 12 мм, вертикальных – 6.
- Отступе от краев бетона в 50 мм.
- Закладке вертикальных перемычек с шагом не более 20 см на проблемных грунтах, 40 – на нормальных.
- Укладке верхнего ряда сетки на заранее выгнутые элементы.
- Усилении каркаса дополнительными прутьями под несущими стенами (включая внутренние), фундаментами печей и тяжелых котлов.
- Заложении хомутов на углах, заходом прутьев друг на друга на стыках.
- Обвязки стыков проволокой.
Для упрощения работ стоит заранее рассчитать и подготовить угловые и укрепляющие элементы, связать сетки отдельно и завершить их вязку в опалубке. Установленный нормами отступ от нижнего края обеспечивают пластиковые стаканчики-фиксаторы.
Правила бетонирования и заливки
Для заливки плитного фундамента по дом требуется качественный бетон с маркой прочности не ниже М200 (в идеале – М300) и водонепроницаемостью от W6.
С учетом большого объема конструкции и необходимости ведения бетонных работ без перерывов свыше 2 ч раствор проще заказать на стороне.
Бетон заливают небольшими квадратами послойно по 20 см (с передвижного шланга, а не раскидыванием раствора лопатой!), с аккуратной выгонкой пузырьков воздуха из каждого.
Верхний слой можно разровнять вручную, но лучшие результаты достигаются при уплотнении и выравнивании залитой плиты виброрейкой. Уплотнение ведется до выступа цементного молочка, полного скрытия в бетоне крупного наполнителя и исчезновения пузырьков на поверхности.
Уход и снятие опалубки
Работы ведутся при температуре воздуха и почвы не ниже +5 °С, при резких перепадах принимаются меры по прогреву или защите бетона от растрескивания. Поверхность плиты обязательно закрывают пленкой или мешковиной, в жаркую погоду бетон сбрызгивают водой. При нормальных условиях допускается снятие опалубки через 5-7 дней, после появление трещины между ней и бетоном.
Щиты снимают без резких движений и отрыва, после демонтажа опалубки боковые стенки осматриваются и при необходимости заново закрываются гидроизоляционными материалами.
Плюсы и минусы плитного фундамента
Плитный фундамент обладает большим количеством преимуществ, среди которых:
- Фундамент имеет небольшое давление на грунт. Это достигается благодаря пространственному армированию, а также его большой площади, что позволяет достаточно легко переносить подвижки грунта в разные сезоны года, при этом основание равномерно поднимается и опускается вместе со строением. Это дает возможность предотвратить образование трещин и зазоров в стенах.
- Фундамент можно без особых усилий возвести самостоятельно, без использования специальной техники и квалифицированных работников, однако необходимо четко соблюдать весь процесс заливки бетона.
- Плита фундамента из-за своей большой площади может вынести большие нагрузки от дома, в особенности, если расположена на устойчивом не пучинистом грунте.
- Плита как бы «плавает» на почве во время сезонного пучения, и равномерно по всей ее площади приподнимается вместе со строением.
- Плитное основание можно использовать в качестве чернового пола, что дает возможность сократить расходы на установки лаг, однако плитный пол необходимо утеплить и защитить от грунтовых вод.
- Плитный фундамент является идеальным вариантом, если необходимо построить дом на грунтах, где грунтовые воды располагаются очень близко к поверхности, на смешанных и сильно промерзающих грунтах.
- Фундамент обладает большой прочностью и сейсмоустойчивостью, что позволяет его использовать в сейсмоактивных зонах.
Среди минусов фундамента можно отметить большие затраты средств на его возведение, а в некоторых случаях и использование специальной техники. Также при его использовании нельзя построить строение с подвальным помещением.
Как определить необходимую толщину фундамента?
Как правило, толщина фундамента определяется в зависимости от дома и его материалов. Так, чем тяжелее будет постройка, тем толще должно быть основание. Его толщина может варьироваться от 30 см до 1,5 метров, однако чаще всего она не превышает 40 см.
Какой бетон необходим для плиты?
Для монолитной плиты хорошего качества и прочности необходимо приобретать бетон со следующими характеристиками:
- Марка М200 и выше.
- Подвижность от П-3.
- Устойчивость к холоду F200, не меньше.
- Водонепроницаемость W8.
Необходимые инструменты и материалы
Перед началом возведения фундамента, необходимо подготовить следующие материалы и инструменты:
- Геотекстиль или рулонный рубероид.
- Арматура диаметром от 12 мм.
- Вязальная проволока или сварка.
- Материалы для опалубки, чаще всего это доски или фанера.
- Песок для песчаной подушки.
- Глубинный вибратор для утрамбовывания бетонного раствора.
- Полиэтиленовая пленка.
Гидроизоляция и утепление
При выполнении любого фундамента, необходимо позаботиться о его защите, для этого выполняют гидроизоляцию всего основания, а также утепление, чтобы уменьшить потери тепла, особенно если эти будет жилое помещение.
Гидроизоляция фундамента выполняется со всех его сторон:
- Нижняя часть основания покрывается рулонными материалами еще в момент сбора опалубки. Чаще всего для этих целей применяют рулонный рубероид, который укладывают на песчаную подушку. Рубероид укладывают с нахлестом и наплавляют с помощью специальной газовой горелки. Также рулонные материалы оставляют с запасом по торцам, чтобы в дальнейшем защитить торцы фундамента.
- Торцы (боковая часть) фундамента как уже говорилось выше, гидроизолируют за счет материала подошвы, который в дальнейшем заворачивается наверх фундамента.
- Верхняя часть плиты может защищаться различными гидроизолирующими материалами (рулонными или обмазочными).
Утепление фундамента может выполняться также со всех его сторон. Чаще всего поверх гидроизоляционного материала укладывают теплоизоляцию, после чего уже заливают бетонный раствор. Однако более эффективным способом утеплением будет укладка материала уже на готовую плиту перед устройством пола в помещении. В качестве утеплителя можно использовать пенопласт или пенополистирол толщиной около 50-100 мм.
Типовая схема монолитного плитного фундамента
Для плитного фундамента не требуется глубокое залегание, скорее, наоборот, его несущая способность и «плавающие» особенности будут проявляться именно при достаточно близком расположении к поверхности земли. В этом случае даже морозное вспучивание грунтов не будет оказывать на стабильность постройки своего разрушительного влияния – сама плита, при ее качественном сооружении, вместе с возведённым на ней зданием как бы «плавает» на поверхности грунта.
Принципиальная схема устройства монолитной фундаментной плиты показана на иллюстрации ниже:
Принцип устройства монолитного плитного фундамента
1 – Уплотненный грунт – дно выкопанного под фундамент котлована.
2 – Тщательно утрамбованная «подушка» из песка, песчано-гравийной смеси, щебенки, которая способствует равномерному распределению нагрузок, становится своеобразным демпфером, смягчающим воздействие колебаний грунта. Практикуется послойная засыпка и трамбовка такой «подушки», с тем или иным чередованием материалов, либо однородная, с использованием ПГС.
3 – Слой геотекстиля (дорнита), который придаст песчаной «подушке» своеобразное «армирование», предотвратит ее заиливание или размытие на переувлажнённых грунтах. На данной иллюстрации показан лишь один из вариантов размещения геотекстильной прослойки, однако, их количество и положение может варьироваться, в зависимости от конкретных условий. Так, нередко такой слой располагают между поверхностью утрамбованного дна котлована и первым слоем песчаной «подушки» – для исключения проникновения в нее частиц грунта. Слоем геотекстиля также разделяют песчаные и гравийные прослойки засыпки – опять же из соображений армирования и исключения взаимопроникновения. При этом расположение гравийного или щебёночного слоя выше песчаного видится более оптимальным – оттого, что практически полностью исключается капиллярное «подсасывание» грунтовой влаги снизу.
4 – Слой так называемой бетонной подготовки. Этим элементом общего «пирога» плитного фундамента зачастую пренебрегают из соображений экономии материала и снижения общей продолжительности работ. А между тем, такая бетонная подготовка играет немалую роль – она позволяет выйти на «чёткую геометрию» основы под дальнейшую заливку фундамента или укладки утеплительных материалов, дает возможность очень качественно смонтировать обязательную для плиты герметичную гидроизоляцию.
5 – Уже упомянутый слой обязательной для такой фундаментной плиты слой гидроизоляции, защищающей основу здания от воздействия влаги снизу. Оптимальное решение – это как минимум два слоя рулонных гидроизоляционных материалов на полимер-битумной основе.
6 – Сама монолитная плита с расчетной толщиной.
7 – армирующий пояс бетонной плиты. Классическое его исполнение – два уровня арматурных решеток, связанных между собой для придания объемности конструкции специальными хомутами. Расположение арматуры планируют таким образом, чтобы между прутьями и краями плиты сверху, снизу и с торцов создавался слой бетона около 50 мм – чтобы исключить запуск процессов коррозии металла.
Это – общая схема, но существует и несколько разновидностей монолитных фундаментных плит, применяемых в зависимости от тех или иных конкретных особенностей строительства.
Самый простой в исполнении и, наверное, самый распространенный вариант – это сплошная плита, единая толщина которой соблюдается по всей ее площади.
Применение плитного фундамента. Его основные достоинства и недостатки
Применение плитного фундамента будет полностью оправдано на участках строительства, которые характеризуются грунтами с пониженной несущей способностью. К нему обычно прибегают там, где более простые схемы, типа ленточного неглубокого заложения или столбчатого – попросту невозможны из-за особенностей «геологии»: склонности грунтов к морозному вспучиванию, горизонтальным «подвижкам», близкого расположения водоносных горизонтов и т.п.
Плитный фундамент обычно используют на грунтах с недостаточной несущей способностью, там, где более, казалось бы, экономичные схемы становятся или невозможными, или требуют чрезмерного заглубления
Кроме того, такой фундамент, при тщательно проведенных расчетах и проектировании, может стать очень надежной основой при многоэтажном строительстве. Равномерное распределение нагрузок на большой площади основания дает весьма незначительные показатели давления на грунт даже при возведении массивных зданий и инженерных сооружений. Правда, это в большей мере относится к строительным работам, проводимым в промышленном масштабе.
О достоинствах и недостатках плитного фундамента, кстати, как действительных, так и, прямо скажем, надуманных, ведется немало споров. Попробуем перечислить их и немного разобраться в этом вопросе.
Что говорят о достоинствах?
- Существует распространенное мнение, что монолитный плитный фундамент – это абсолютная «панацея» для всех случаев, то есть может возводиться вообще на любом грунте. Якобы такая плита дома даже на заболоченном участке будет надежной основой для тяжелого здания, так как за счет своей «плавучести» станет колебаться вместе с подвижками грунта, не подвергаясь деформациям.
Согласиться с таким утверждением, безусловно, нельзя. Скорее всего, правильнее было бы говорить лишь о том, что плитный фундамент открывает расширенные возможности строительства на участках со сложными грунтами, с недостаточной для ленточной основы несущей способностью, со средними показателями пучинистости.
Но на явно заболоченных, переувлажненных грунтах, с вероятностью просадок, тем более – в регионах с суровым зимним климатом надежной основой станет, наверное, только свайный фундамент, года сваи забиваются (вкручиваются) в плотные, несущие породы, расположенные значительно ниже уровня промерзания.
А плитный фундамент, расположенный практически на поверхности, действительно может в определенных пределах перемещаться вместе с колебаниями грунта, то есть «плавать». Но беда в том, что на участках с выраженной нестабильностью грунта эти колебания могут иметь весьма высокую амплитуду, и прилагаться снизу к поверхности плиты неравномерно. Даже если грунт абсолютно однороден по всей площади, эта неравномерность объясняется банальными причинами – с южной стороны практически всегда и промерзание идет на меньшую глубину, и оттаивание по весне происходит значительно быстрее. А это означает, что плита волей-неволей станет испытывать колоссальные внутренние напряжения на изгиб.
Как рассчитывается монолитный плитный фундамент
Любой фундамент требует проведения расчетов, и плитный в этом вопросе не является исключением. Правда, следует при этом особо оговорить, что проведение проектирования таких конструкций – это все же удел профессионалов, тем более в том случае, если планируется возведение полноценного загородного особняка.
Тем не менее, иногда к расчетам можно прибегнуть и самостоятельно, например, при возведении нежилых сооружений – гаража, сарая, бани, построек хозяйственного назначения. И одним из ключевых параметров расчета всегда является толщина монолитной плиты. Слишком малая толщина может не справиться с изгибающими нагрузками, чрезмерное утолщение – это никому не нужные расходы сил и средств.
Как рассчитывается оптимальная толщина плиты?
Проведение расчетов в идеале должно предваряется анализом грунта на пятне застройки, так как необходимо заранее иметь представление о несущей способности пласта, на который будет опираться фундаментная плита. Обычно для этого приглашаются специалисты с буровой установкой, которые проделывают несколько шурфов, например, по углам и в центре участка.
Качественное планирование фундамента предполагает проведение определенных геологических изысканий
Это позволяет оценить состав и толщину слоев, наличие «верховодки», расположение водоносных слоев, исходя из чего можно проводить дальнейшие расчеты.
Любой из грунтов характеризуется своим сопротивлением нагрузке, то есть, по сути — несущей способностью. Этот параметр может быть выражен в килопаскалях (кПа), но для проведения расчетов в метрической системе удобнее пользоваться величиной килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см²).
Тип грунтаРасчетное сопротивление грунта
| кПа | кгс/см² | |
| Грунты крупнообломочные, гравий, щебень | 500÷600 | 5,0÷6,0 |
| Пески крупные и гравелистые | 350÷450 | 3,5÷4,5 |
| Пески средней крупности | 250÷350 | 2,5÷3,5 |
| Плотные пески мелкой или пылеватой фракции | 200÷300 | 2,0÷3,0 |
| Те же пески, но средней плотности | 100÷200 | 1,0÷2,0 |
| Супеси, твердые и пластичные | 200÷300 | 2,0÷3,0 |
| Суглинки, твердые и пластичные | 100÷300 | 1,0÷3,0 |
| Глины твердой структуры | 300÷600 | 3,0÷6,0 |
| Глины пластичные | 100÷300 | 1,0÷3,0 |
Понятно, что распределенное давление, создаваемое массой планируемого дома (с учетом еще и внешних нагрузок на него) и массы самой плиты, не должно выходить за указанные пределы. Однако, такой расчет все же не будет достаточно объективен.
При расчете необходимой толщины плиты лучше оперировать значениями оптимального удельного давления на тот или иной грунт – эти показатели определены именно для плитных фундаментов. Расчетное же значение нагрузки от всей конструкции, включая вес плиты, должны быть максимально приближенным к оптимальным, с возможным отклонением, не превышающим 20÷25%.
Для чего это делается? Важно не впасть в две крайности. При превышении оптимального значения нагрузки появляется вероятность того, что плита со временем начнет утопать в грунте. Однако, не менее опасным является и значительное снижение давления на грунт – слишком легкая для конкретных условий конструкция становится уж чересчур «плавающей», то есть ее может перекашивать даже при самых незначительных сезонных колебаниях грунта.
Тип грунта под монолитной плитойОптимальное значение распределённой нагрузки на грунт для плитного фундамента, кгс/см²
| Плотные пески мелкой или пылеватой фракции | 0.35 |
| Те же пески, но средней плотности | 0.25 |
| Супеси, твердые и пластичные | 0,5 |
| Суглинки, твердые и пластичные | 0.35 |
| Глины твердой структуры | 0,5 |
| Глины пластичные | 0.25 |
Обратите внимание на следующее:
- Во второй таблице показаны уже не все типы грунтов. Дело в том, что на грунтах с высокой несущей способностью само возведение плитного фундамента просто не имеет особого смысла – можно обойтись куда более дешевыми вариантами.
- Кроме того, в таблице цветом выделены две строки. В обоих этих случаях рекомендуется провести углубленный анализ технико-экономической целесообразности возведения именно плитного фундамента.
— В случае с супесями не исключено, что намного выгоднее может быть сооружение обычного ленточного фундамента.
— Твердые глины выделены по той причине, что плотность их структуры иногда бывает обманчива. Если есть вероятность переувлажнения этих слоев, например, близкорасположенными водоносными горизонтами при сезонном колебании их заполненности, то нельзя исключить и резкую потерю несущей способности грунта. Плита вместе с постройкой начнет постепенно «тонуть». Стоит рассмотреть вопрос о большей, возможно, целесообразности применении фундамента свайного типа.
Итак, чтобы провести расчёт необходимой толщины плиты придется определить, какую распределенную нагрузку будет оказывать на основание само здание, затем найти разницу с оптимальным значением давления, и оставшийся «дефицит» покрыть за счет массы железобетонной плиты. Зная удельную плотность железобетона, несложно вычислить объем, а имея в качестве исходных данных площадь плиты – определить ее оптимальную толщину. При этом не забывают учитывать то, что плита должна выступать за периметр всех стен наружу как минимум на величину своей расчетной толщины или даже больше – это уже зависит от особенностей проекта.
Ниже читателю будет предложен калькулятор, в котором реализован этот алгоритм расчета. Безусловно, точностью вычислений это приложение не может конкурировать с профессиональными программами, но для «прикидки» в области собственноручного строительства может оказать полезную услугу.
Калькулятор предполагает, что у застройщика на руках имеются проектные наметки будущего здания, то есть ему не составит труда определиться с исходными данными. Потребуется знать материал и площадь стен (за вычетом оконных и дверных проемов), площадь и тип перекрытий, площадь кровли и угол крутизны ее скатов (для учета снеговой нагрузки). В программу расчета уже заложены средние значения удельной массы материалов строительных конструкций, учтены примерные эксплуатационные нагрузки (масса отделки, мебели, крупных бытовых агрегатов, динамические нагрузки от проживающих в доме людей и т.п.).
Как правильно рассчитывать площади конструкций?
Так как в расчетах достаточно часто фигурируют значения площади, стоит по этому поводу дать соответствующие рекомендации. Они изложены в специальной статье нашего портала, посвященной точному расчету площадей , в которой, кстати, также имеются удобные калькуляторы.
Необходимые для расчета данные лучше всего подготовить заранее, выписать в отдельную табличку, а потом приступать к расчетам.
Как рассчитывается армирующий каркас и количество материалов для его изготовления?
Армирование плит толщиной до 150 мм проводится в один ярус, вязаной сеткой из арматуры диаметром 12÷16 мм, которая должна расположиться по центру высоты плиты. Но так как чаще все же применяются плиты толщиной 200 мм и более, то армирование планируется в два яруса, двумя сетками, каждая их которых должна располагаться от края плиты на расстоянии 30÷50 мм. Шаг монтажа прутьев, составляющих сетку – от 200 до 300 мм. Рекомендуется несколько уплотнить шаг прутов по линиям будущего монтажа несущих стен – за счет небольшого допустимого разряжения по центру плиты.
Сетки увязываются по всем точкам пересечения продольных и поперечных прутьев (поз.1) стальной проволокой (сварку в таких операциях применять не рекомендуется), а между собой – с помощью П-образных хомутов (поз.2) в краевой зоне, и подставок-«пауков» (поз.3) – по площади плиты. Для изготовления этих хомутов и подставок также используется арматурный прут, но уже диаметром 8÷10 мм.
Ниже представлены калькуляторы, которые помогут правильно определиться с диаметром и количеством арматуры для вязки каркаса.
Этапы монтажа фундамента своими руками
Сооружение плитного фундамента представляет собой комплекс работ, в который входит рытьё и зачистка котлована, установка опалубки и каркаса, бетонирование и ряд других технологических операций. Трудозатраты распределяются по-разному, что зависит от конкретного конструктива плиты. В классическом варианте 100% трудоёмкости можно распределить примерно так: 25% устройство и доработка котлована, 20% устройство подбетонной плиты, 15% монтаж опалубки и 40% — бетонирование основной плиты.
Подготовительные работы
К подготовительным относят работы, которые необходимо выполнить до того, как приступить к формированию плиты. Их перечень и основные вехи производства представлены ниже.
Геодезическая привязка (разбивка осей)
Разбивкой называется процесс перенесения плана дома с чертежа на участок, закрепление осей. Для этого нужно предварительно выполнить планировку земли: её очистку от мусора и растительности. С помощью геодезических инструментов в натуру выносятся оси основания, точность которых проверяется путём сравнения длин диагоналей. Затем наносятся габаритные оси, обозначающие конфигурацию здания. Обычно их привязывают к самому длинному объекту на участке: забору, стене другой постройки, либо уличной красной линии.
Закрепление осей осуществляется с помощью обноски – так именуют два деревянных колышка, соединённый поперечиной, к которой крепится разметочный шнур. Обноски устанавливают попарно, на некотором расстоянии от контуров будущего фундамента. Его углы будут располагаться там, где пересекаются шнуры перпендикулярно установленных обносок.
Примечание: Обноска сначала выполняется на поверхности грунта при разбивке контуров котлована, а затем уже эти отметки переносятся на дно выемки.
Копка и доработка котлована
Если на участке имеются эксплуатируемые инженерные коммуникации, начинать работу по устройству котлована приходится с их переноса. Затем грунт в пятне застройки разрыхляют, при высокой влажности выполняются работы по осушению и дренажу. Небольшой котлован можно вырыть и вручную, этот способ чаще всего и применяется на уже застроенных участках, не имеющих путей подъезда.
В остальных случаях разработка котлована выполняется механизированно, с применением экскаваторов или ковшовых погрузчиков. Применение техники позволяет уменьшить трудоёмкость работ и сильно сократить сроки выполнения работ нулевого цикла.
По завершению копки следует принять меры по укреплению стенок котлована, что особо актуально, если он глубокий и предназначен для дома с подвалом.
Котлован с укреплёнными стенками
Укреплять стенки можно такими способами:
- Инъецированием. Применяется для пористых грунтов с высокой фильтрационной способностью. В этом случае, в откосы котлована устанавливают паркеры, через которые нагнетается жидкий цементный раствор или разогретый битум.
- Силикатизацией. Применяется для укрепления лёссов или песчаных грунтов путём нагнетания в них химического раствора с последующим термическим закреплением.
- С использованием эффекта электроосмоса. Применяется на глинах с повышенной влажностью. В результате проникновения через неё тока, она теряет влагу, уплотняется и утрачивает способность к пучению.
- Механические. К этой категории относят сразу несколько способов: устройство грунтовых свай и подушек, вытрамбовка котлована. В первом случае забивают лидер-сваю, а после её извлечения скважину засыпают грунтом, послойно уплотняя. Во втором случае слои пучинистого грунта заменяют слоями непучинистого – этот способ в малоэтажном строительстве используется чаще всего.
На заметку: Вытрамбовка осуществляется на сухих грунтах, не подверженных пучению. Для этого могут использоваться как виброкатки, так и трамбовки, подвешенные на крановой стреле. Данный способ наиболее экономичен, так как не надо завозить насыпной грунт. Однако там, где нет возможности загнать технику, приходится применять способ устройства песчано-щебневых подушек.
Существует и несколько других способов укрепления грунта на дне и стенках котлована, но в частном строительстве их не применяют.
Нюансы устройства насыпных подушек
Если строительство дома осуществляется по проекту, то в нём будет установлена и технология устройства насыпных слоёв. Она определяет не только толщину подсыпки, но и количество слоёв, степень их уплотнения. Всё это зависит от качества и степени влажности грунта на строительной площадке, поэтому так важно произвести его предварительное исследование.
При устройстве поверхностной плавающей плиты, грунт чаще всего вынимают только на толщину подсыпки, плюс половина толщины плиты. Расклад может быть таким: подушка 30 см, подбетонка 5 см, и полплиты 20 см. Таким образом, глубина котлована составляет 55 см. Вторая половина плиты возвышается над планировочной отметкой грунта на 20 см. Ещё столько же надо прибавить на толщину чистого пола и получится ноль. Разница между нулевой отметкой и отметкой грунта составляет 40 см.
Котлован с бетонной подготовкой под фундаментной плитой
Для замены базового грунта используют кварцевый песок, природный гравий, гранитный щебень. Главным критерием такого выбора является их невысокая сжимаемость при высоком сопротивлении сдвигу, при их укладке удобнее всего обеспечить заданную плотность. Пески применяют средней и крупной фракции, уплотняют послойно, до достижения плотности не менее 1,7г/см³.
Именно для качественного уплотнения и применяют гравий или щебень. Его обычно насыпают поверх песка, при трамбовании крупные гранулы вдавливаются в мелкие, хорошо уплотняя их. Так же отлично уплотняются и природные смеси песка и гравия, поэтому ПГС так же часто используют. В противном случае делают смеси непосредственно на объекте.
Хоть плотность насыпного слоя измеряется в сухом состоянии, сам процесс уплотнения производится при интенсивном увлажнении. Делается это затем, чтобы достичь оптимальной влажности песка, при которой он наиболее эффективно трамбуется. Однако вода не должна застаиваться на дне котлована — поэтому, если там водоупорный глинистый грунт, проливку лучше не выполнять вообще.
Толщина насыпной подушки обычно определяется исходя из близости грунтовых вод. В песке капиллярный подъём воды обычно не превышает 30 см. Именно такая высота насыпного слоя считается оптимальной для дома, но при необходимости она может быть и увеличена.
Примечание: На этапе производства земляных работ устанавливаются закладные гильзы для ввода в дом коммуникаций.
Закладные для ввода коммуникаций
К установке опалубки приступают, когда дно котлована отсыпано и хорошо утрамбовано. Её высота должна учитывать толщину всех слоёв, которые могут быть предусмотрены в пироге фундамента: гидроизоляция, утеплитель (если присутствует) и сама плита.
Подбетонная плита – быть или не быть
По отечественным нормативам, соблюдаемым в официальном строительстве, бетонная подготовка является обязательным элементом подготовки к строительству фундамента. Что она даёт:
- идеально ровное основание для плиты, позволяющее правильно выставить каркас и соблюсти требуемые нормами защитные слои бетона;
- механическую защиту для гидро- и теплоизоляционных слоёв;
- защиту плитного монолита от быстрой потери влаги;
- разделительная функция, чтобы бетон не смешивался с насыпным грунтом;
- защиту от форс-мажорных прорывов воды в котлован;
- обеспечение геометрии дна котлована в процессе всего периода эксплуатации.
На заметку: Заливка подбетонной плиты влечёт определённые расходы, в связи с чем многие подрядчики изъявляют желание заменить её в проекте на профилированную мембрану. Очень заманчиво ведь соединить жёсткий подстилающий слой с гидроизоляцией «в одном флаконе». Для дома и любого другого тяжёлого здания это не лучшая идея, ведь поверхность у мембраны рифлёная, на ней невозможно нормально выставить каркас. Гораздо лучше мембрана подходит для укладки под бетонную подготовку, ведь в ней нет внутреннего армирования. Такую замену можно произвести и при возведении небольших построек типа гаража или хозблока, в процессе устройства полов по грунту.
Толщина подбетонки может варьироваться в пределах 4-10 см. В общих чертах, выполняется она так:
- Подготовленную и утрамбованную подушку окружают маячными рейками. По ширине плиты их выставляют с помощью шаблонов, а по высоте – нивелиром, ориентируясь на проектную отметку.
- Маячными рейками служат доски толщиной 50 мм с шириной, равной толщине заливки. Рейки крепят к основанию путём забивки металлических стержней или деревянных колышков через каждые 1,5 м. Доски закрепляют с помощью монтажных уголков или прижимных скоб.
- Бетонная смесь может быть изготовлена на месте или привезена на объект с ближайшего БРУ. Для заливки этого слоя используют тощий бетон, класс В7,5. Из расчёта на 1 часть цемента М500, для изготовления такой смеси понадобится 5,8 частей песка и 8,1 часть щебня. Водоцементное соотношение 0,5.
- Смесь уплотняют виброрейкой, но без чрезмерной вибрации, которая способствует оседанию заполнителя и расслоению бетона.
- Во избежание повреждения дождём, а так же растрескивания или пересыхания, поверхность засыпают слоем опилок или песка. В течение семи дней его проливают водой раз в сутки, если на улице не жарко, и до 4-х раз при температуре выше +20 градусов.
Примечание: Для сцепления с основной плитой, в подбетонку производят закладку вертикальных стержней арматуры.
Ошибки и советы по строительству
К нарушениям технологии относят:
- Слабую трамбовку песка и щебня или недостаточную толщину этих слоев.
- Экономию на армокаркасе (заложение одного ряда вместо минимальных двух, отклонение от рекомендуемого и расчетного сечения арматуры в меньшую сторону, укладку сварных сеток вместо обвязки).
- Заливку раствора в негерметичную или слабо укрепленную опалубку.
- Ошибки бетонирования (ведение работ при неподходящих условиях, заливку слоев с технологическими перерывами свыше 2 ч, смещение каркаса или коммуникаций при выгонке воздуха или игнорирование потребности в уплотнении бетона, набор твердости без смачивания поверхности и пленки, чрезмерно раннее снятие опалубки).
Упростить строительство своими руками помогает четкий план действий и задействование спецтехники. Траты на аренду или покупку виброплиты, вибраторов или заказ раствора на заводе всегда окупаются надежностью фундамента и сокращением сроков работ.
