Фундамент чаша ребрами вниз

Расчет фундамента перевернутая чаша

Среди множества разновидностей фундаментных конструкций особо выделяется такой вид основания здания, как «фундамент перевёрнутая чаша». Оригинальное название опорной конструкции возникло из-за вида основания в разрезе. Монолитная плита оснащена по периметру «выдвинутыми» в глубину грунта рёбрами жёсткости. Именно эти рёбра придают фундаменту вид перевёрнутой чаши (ФПЧ). Благодаря такой конфигурации плитное основание сооружения приобретает дополнительную жёсткость и значительно повышает свою несущую способность.

Условия возведения ФПЧ

ФПЧ, по сравнению с другими видами конструкций аналогичного назначения, является довольно массивным сооружением. Затраты материальных ресурсов (бетон, арматура, опалубка и прочее) на единицу площади основания строения превосходят показатели других опорных конструкций.

Фундамент перевёрнутая чаша один из самых дорогостоящих вариантов устройства оснований зданий и сооружений.

Сделать выбор такого типа основания «вынуждает» хозяев стройки ряд условий:

• высокий уровень грунтовых вод;
• наличие пучинистых грунтов;
• большая толщина залегания слабых грунтов;
• большой вес здания;
• высокий показатель сейсмичности.

Расчёт ФПЧ

Сооружение ФПЧ обходится в немалую сумму денежных средств. Понятно стремление заказчика построить основание дома с минимальными затратами. Чем точней будет произведён расчёт фундамента, тем больше удастся сэкономить средств. С другой стороны ФПЧ должен обеспечивать надёжное и устойчивое положение всего здания.

Толщина монолитной плиты

Проект определяет оптимальную толщину монолитной плиты, габариты рёбер жёсткости. Чтобы точно рассчитать толщину бетонной плиты, используют следующие данные:

• максимальная нагрузка от веса дома на единицу площади основания;
• расчётное сопротивление грунта;
• несущая способность железобетонной плиты с рёбрами жёсткости.

Схема устройства ФПЧ

Расчёт определяет, какой толщины должна быть монолитная плита, марку и количество арматуры, объём бетонного раствора, габариты рёбер фундамента. Как показала практика, включение в конструкцию плиты рёбер жёсткости позволяет уменьшить толщину плиты на 100 – 150 мм.

Возведение фундамента на свеженасыпанном грунте категорически запрещается. Недавняя насыпь не может обладать достаточным расчётным сопротивлением. Построенное здание на таковом основании будет давать ежегодную осадку.

Внешняя граница кладки несущих стен из кирпича должна отстоять от края плиты минимум на 300 мм. В случае установки колонн (для поддержки террасы или перекрытия второго этажа), оси опор должны быть расположены на плане фундамента таким образом, чтобы вектор под углом 45 о от центра колонны не выходил за пределы массива железобетона основания.

Построение вектора зоны воздействия колонны на фундамент

Для двухэтажного кирпичного дома достаточно возвести плиту фундамента толщиной 250 мм с рёбрами высотой 600 мм.

Глубина заложения ФПЧ

При расчёте глубины залегания фундамента следует учитывать, что боковая сторона плиты должна выступать над землёй минимум на 150 мм. Это нужно для того, чтобы кирпичная кладка цоколя дома была максимально изолирована от грунтового основания или от поверхности отмостки. Высота плиты под цоколем может быть различной, но не меньше минимального размера.

На основе многочисленных расчётов ФПЧ в различных условиях можно вывести усреднённый показатель глубины залегания плиты, который равен 100 – 200 мм. Следовательно, глубина погружения рёбер будет составлять 350 – 400 мм.

Выбор арматуры

Основную нагрузку в массиве ФПЧ принимают на себя продольные стержни периодического профиля. Для небольшого лёгкого строения применяют арматуру диаметром 12 мм. Если здание будет строиться из тяжёлых конструктивных элементов (кирпич, железобетон), то для изготовления арматурного каркаса плиты берут продольные стержни диаметром 16 мм.

Поперечные связи каркаса делают из отрезков арматуры того же диаметра. В некоторых случаях используют гладкую арматуру 8 мм.

Технология возведения фундамента перевёрнутая чаша

Технологический процесс устройства ФПЧ состоит из нескольких этапов:

1. Земляные работы.
2. Укладка щебёночно-песчаной подушки.
3. Устройство гидроизоляции.
4. Монтаж арматурного каркаса.
5. Опалубочные работы.
6. Заливка опалубки бетоном.
7. Уход за бетонным раствором.

Земляные работы

Земляные работы производят следующим образом:

• бульдозером снимают плодородный слой почвы до достижения нужного уровня грунтового основания;
• инженер-геодезист с помощью современных геодезических приборов (нивелир, тахеометр) производит разметку осей и углов, обозначающих границу фундамента;
• Устанавливают реперные конструкции из деревянных досок и брусков. На вертикальных стойках отмечают верхний уровень плиты, высоту щебёночной засыпки. На горизонтальных досках закрепляют саморезы. Нити, протянутые от саморезов, в пересечении отмечают углы дома;
• по периметру площадки вырывают рвы под устройство рёбер жёсткости;
• всю площадку трамбуют специальной техникой.

Укладка щебёночно-песчаной подушки

Утрамбованную площадку засыпают щебнем. Толщину слоя щебня делают соответствующей отметкам на реперах. После трамбовки производят контроль уровня слоя тахеометром, а горизонталь проверяют уровнем.

Засыпкой из песка нивелируют все изъяны горизонтальной поверхности подушки. Производят дополнительную трамбовку проблемных участков площадки.

Во рвах под рёбра производят такие же действия.

Устройство гидроизоляции

Гидроизоляция необходима для установки барьера на пути проникновения влаги из грунта в бетонный массив основания здания.

Необходимо отметить важную роль гидроизоляции в препятствии утечки цементного молочка из бетонного раствора в грунт. Если это будет происходить, бетонный монолит станет рыхлым и существенно потеряет свою прочность.

Площадку и рвы застилают строительной полиэтиленовой плёнкой или специальной распределительной мембраной. Мембрана значительно дороже плёнки, но и на порядок надёжней.

Видео «Монолитная плита – перевёрнутая чаша»:

Монтаж арматурного каркаса

Строение арматурной конструкции ФПЧ представляет 2 горизонтальные сетки, которые отделяются друг от друга поперечной арматурой. Арматура плиты по периметру переходит в армированный каркас рёбер жёсткости.

Установка арматурного каркаса ФПЧ

Для поперечных связей каркаса устанавливают отрезки гладкой арматуры диаметром от 8 мм до 10 мм. Все элементы каркаса скрепляют вязальной проволокой. Для плит под большой нагрузкой металлокаркас собирают с помощью электросварки.

Ручная обвязка проволокой узлов каркаса на большой площади плиты занимает довольно много времени. Для этого применяют специальные полуавтоматические вязальные инструменты, которые позволят существенно сократить сроки выполнения этой работы.

Опалубочные работы

Для изготовления опалубочных щитов и элементов крепежа обычно используют деревянные доски и брус из хвойных пород дерева. В качестве опалубки применяют также щиты из строительной фанеры.

Строительная фанера прочный и надёжный материал, который может служить в качестве многоразовой опалубки. Некоторые строительные фирмы такую опалубку сдают в аренду, что позволяет застройщику сэкономить средства.

Для сборки и складирования щитов оборудуют отдельный участок стройплощадки. Собранные щиты устанавливают по периметру фундамента. Верхний край щитов должен быть на 150 – 200 мм выше уровня монолитной плиты.

Во время сборки опалубочных конструкций геодезист контролирует вертикальность и уровень верхнего края щитов. Чтобы бетонный раствор не вытекал наружу через щели, внутренние поверхности щитов покрывают полиэтиленовой плёнкой.

Важно создание надёжной системы раскосов, упоров и стяжек. Если для перестраховки будут установлены лишние элементы крепежа опалубки, то это не принесёт вреда. В противном случае недостаточный крепёж может вызвать разрушение ограждений, что приведёт не только к финансовым потерям, но и к незапланированному увеличению сроков строительства.

Заливка опалубки бетоном

Главным условием заливки опалубки ФПЧ является то, что процесс бетонирования должен быть непрерывным и выполняться за один раз. Согласно нормативной документации перерыв между поступающими партиями бетонного раствора допускается в пределах 2 часов при температуре воздуха не более 18 о С.

Ручной замес или приготовление раствора с помощью бетономешалки производят для заливки небольших площадей плит. Если площадь заливки превышает 50 – 100 м 2 , то поставку бетона осуществляют автобетоносмесителями.

Залитый раствор в глубине уплотняют с помощью вибраторов гильзового типа. Гильза вибратора легко проникает в ячейки арматурной сетки. Этим достигается качественное уплотнение бетона на всю глубину плиты.

Для окончательного формирования ровной и горизонтальной поверхности монолита применяют виброплиту. Плита вибратора захватывает за один раз около 0,5 м 2 бетонной поверхности, что позволяет обработать всю площадь плиты за короткий срок.

Уход за бетонным раствором

По окончании заливки необходимо осуществлять контроль над процессом формирования монолитного бетона. Процесс полного отвердения бетонного раствора происходит в течение 30 дней. Ходить по бетону можно уже через 5 – 6 часов после окончания заливки.

В жаркую погоду происходит интенсивное испарение влаги с бетонной поверхности, что может привести к неравномерному застыванию раствора и потери его несущей способности. Чтобы избежать этого, плиту регулярно увлажняют. Для защиты залитого бетона от атмосферных осадков плиту укрывают полиэтиленовой плёнкой.

Взвешивая все плюсы и минусы, можно сделать вывод, что фундамент перевёрнутая чаша – это один из видов самых надёжных и прочных оснований не только для небольших сооружений, но и для крупных объектов.

Источник

Фундамент перевернутая чаша: описание, плюсы и минусы

Основой любого здания, жилого или нежилого, является фундамент. На выбор его типа влияют следующие факторы: вид грунта на месте строительства будущего здания; количество талой воды, а также глубина залегания грунтовых вод; особенности климата местности, например, глубина промерзания почвы, среднее количество осадков в зимний период; сейсмичность местности; этажность здания.

Есть и другие обстоятельства, которые учитываются при расчёте фундамента, но лучше всего такую работу доверить специалисту.

Краткая характеристика

По типу конструкции фундаменты бывают столбчатые, ленточные, свайные, свайно-ростверковые и плитные.

Ленточный фундамент — бетонная лента с арматурным каркасом внутри. Устанавливается под все несущие стены дома. Этот тип основания недорогой и простой в исполнении. Подходит для построек на участках с невысоким уровнем грунтовых вод, лёгких каркасных домов.

Более сложным и дорогим является монолитный плитный фундамент. Такое основание представляет собой сплошную плиту, залитую под всем зданием. Плитные основания бывают нескольких видов:

1. В виде сплошного монолита.
2. В виде монолита, дополненного рёбрами жёсткости или ростверками.

Плиты с рёбрами жёсткости делятся на:

1. С направленными вверх рёбрами. Лента по периметру опоясывает сверху плиту. В народе называется чашей.
2. С направленными вниз рёбрами. Плита лежит на каркасе в виде сплошной ленты (фундамент перевернутая чаша).
3. Комбинированный тип.

Фундамент перевернутая чаша выгодно сочетает свойства ленточного и монолитного оснований.

Преимущества

• Строительство зданий при высоком уровне залегания грунтовых вод. Тогда пол помещений первого этажа находится на достаточной высоте и надёжно защищён от влаги. Защитой от воды обычно служит специальная гидроизоляция, которая поставляется в рулонах. Размещают гидроизоляционную плёнку между бетонным слоем и щебнем.
• Возможность возведения зданий на пучинистых грунтах. К таким грунтам относятся глина, суглинок и супесь. Эти почвы плохо фильтруют воду, задерживая и не пропуская её в более глубокие слои. Особенности конструкции фундамента, его теплоизоляция и правильно рассчитанные отмостки обеспечивают хороший дренаж и предотвращают разрушение здания от температурных колебаний.
• Монолитная плита с рёбрами, направленными вниз, нередко используется вместо обычной плиты. Такая замена позволяет сэкономить на строительных материалах. При меньшей толщине плиты, конструкция не теряет в общей прочности, так как рёбра жёсткости компенсируют эту разницу.
• Применение рёбер жёсткости позволяет равномерно распределять вес здания по всему периметру основы.
• После финишной обработки плита монолита может быть полом первого или цокольного этажа, что значительно экономит деньги.
• Благодаря рёбрам жесткости основание устойчиво к деформациям на изгиб.
• Возможность сооружения зданий на грунтах со слабой несущей способностью. Фундамент типа перевернутая чаша является в этом случае альтернативой ленточной основе глубокого заложения, позволяя экономить на земляных работах.
• Возможность постройки зданий на насыпных грунтах.
• Так как верхняя часть плиты достаточно ровная, то это облегчает обустройство подвального помещения. Размеры такого помещения невелики, то есть можно сделать небольшой погреб под кухней, но на подземный гараж уже места не хватит.

Недостатки

• Из-за того, что большая часть нагрузки от здания идёт на ростверк, такой тип основания не подходит для создания тяжелых конструкций. Поэтому на фундаменте перевернутая чаша нежелательно строить массивные кирпичные или каменные дома.
• Как и любую монолитную конструкцию, фундамент перевернутая чаша желательно заливать за один раз. Если же заливку делать поэтапно, сначала ленту, а через некоторое время основную плиту, то на стыке со временем появится трещина и здание начнёт рушиться.
• Сложность опалубки и схемы армирования, а также обязательное наличие хорошего гидроизоляционного слоя.
• Цена постройки здания с сильно заглублённым рёберным фундаментом значительно выше в северных широтах из-за большой глубины промерзания почвы. Поэтому в большинстве случаев там применяют сваи.
• Минусом любого монолитного основания является то, что они неприменимы на сложных, например горных ландшафтах. При перепаде высот более двух метров по любой из стен сооружения нужно использовать сваи.
• С экономической точки зрения строительство зданий с монолитными фундаментами на участках с плотным или скалистым грунтом, а также на почвах с глубоким залеганием грунтовых вод, является невыгодным.
• Трудность и повышенная стоимость работ в зимний период является недостатком любого бетонного или железобетонного элемента сооружения. Для того, чтобы сделать заливку бетона при низкой температуре, нужно провести ряд дополнительных мероприятий, например, прогрев смеси, поддержание оптимальной температуры. Также, для работы с бетоном требуются специальные противоморозные добавки, понижающие температуру замерзания воды. Всё это увеличивает стоимость минимум на четверть.
• Если план здания предполагает размещение инженерных коммуникаций под плитой монолита, то на этапе постройки фундамента нужно делать специальные каналы, укладывать капсулы и кожухи. В противном случае при ремонтных работах придётся нарушать целостность плиты.

Важно! Если в здании запланировано подвальное помещение, то укладывать коммуникации лучше на полу.

Вывод

Рассмотрев все преимущества и недостатки, можно прийти к выводу, что фундамент перевёрнутая чаша — один из лучших вариантов для строительства небольших сооружений, например, загородных домов и коттеджей, на местности с пучинистыми грунтами в средней полосе России. Основание данного типа не подойдет для северных широт, горной местности, а также многоэтажного строительства, массивных сооружений.

Источник