Фундамент плита или перевернутая чаша

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

Целесообразность устройства фундамента в виде перевернутой чаши

Из числа видов оснований под строящиеся объекты особенно выделяют «фундамент перевернутая чаша». Своим названием конструкция обязана собственным видом в разрезе. По всему периметру монолит имеет ребра жесткости, придающие плите вид чаши в перевернутом состоянии. С помощью такой конфигурации плитная основа получает добавочную жесткость, существенно улучшает несущие возможности.

Целесообразность применения

Если сравнивать с другими фундаментами, то перевернутая чаша представляет собой достаточно крупное и дорогостоящее сооружение. Заливать такой тип основания застройщики вынуждены в следующих условиях:

• при неглубоком протекании грунтовых вод;
• на участке присутствуют пучинистые грунты;
• слабые почвенные составы залегают на большую глубину;
• строящееся здание имеет большую массу;
• местность, отведенная под застройку, отличается высокой сейсмичностью.

Расчет

Строительство фундамента в виде чаши обойдется в приличную денежную сумму.

Вполне естественно, что каждый заказчик стремится максимально сэкономить, для чего следует выполнить точные расчеты будущего основания. Но при этом необходимо помнить, что основная функция фундамента заключается в обеспечении надежности и устойчивости всего объекта.

Толщина монолита

Проектным решением определяются толщина плиты, размеры ребер жесткости. Для расчета толщины бетона пользуются определенными данными:

• максимальным весом сооружения на квадратный метр основы;
• расчетным сопротивлением почвенного состава;
• несущей возможностью монолита с ребрами.

Расчетными действиями устанавливаются размеры плиты, класс и объем бетонного материала, количество металлической арматуры, параметры фундаментных ребер.

Практикой доказано, что имеющиеся в фундаментной основе ребра уменьшают толщину плитного монолита на десять – пятнадцать сантиметров.

На только что насыпанном грунте строить фундамент запрещается. Свежая насыпь не способна создавать необходимое расчетное сопротивление, и объект будет каждый год подвергаться усадке.

Внешняя грань несущей стены из кирпичного камня должна располагаться на расстоянии тридцати сантиметров от края монолитной плиты. Если планируется установка колонн, опорные оси должны располагаться на плане так, чтобы вектор под сорокапятиградусным углом от центра колонны не уходил за границу железобетонного массива.

Глубина заложения фундамента

Определяя этот параметр, необходимо принять во внимание, что боковая грань плитного основания должна быть приподнята над поверхностью почвы минимум на пятнадцать сантиметров. Это необходимо, чтобы максимально изолировать кирпичную кладку цокольной части объекта от почвы или от отмостки.

По многочисленным расчетам ФЧП в разных условиях выведен средний показатель глубины плиты, равный десяти – двадцати сантиметрам. Отсюда следует, что ребра жесткости погружаются на тридцать пять – сорок сантиметров.

Выбор арматуры

Основное нагрузочное воздействие в бетонном массиве приходится на продольные металлические стержни, имеющие периодический профиль. Под легкие сооружения используют стальные прутья диаметром 1.2 см. Если планируется строительство более массивной конструкции, то размер арматурных прутьев достигает 1.6 см. В качестве поперечных связей каркасного основания используют отрезки такой же арматуры, иногда применяют гладкие прутья размеров 0.8 см.

Технология строительства

Строительство фундамента в виде перевернутой чаши ведется по определенным этапам, и вся технология выглядит следующим образом:

Земляные работы

Алгоритм их выполнения такой:

• специальной техникой удаляется верхний слой почвы, чтобы достичь требуемого уровня грунтовой основы;
• специалист при помощи приборов размечает оси и угловые участки, обозначая границы будущего основания;
• выставляются реперы из древесного материала. По вертикальным стойкам размечают верхний край плитной основы, высоту подушки из щебня. В горизонтальные доски вкручивают саморезы и натягивают шнуры, которые в пересечении определяют углы объекта;
• по всему периметру строительной площадки отрывают ров, необходимый для устройства ребер;
• вся площадка тщательно трамбуется.

Обустройство подушки

Утрамбованное дно засыпается щебенкой, толщина слоя которой должна доходить до реперной отметки. Выполняется уплотнение, после чего уровень высоты проверяется тахеометром, проводится проверка горизонтали, изъяны которой устраняются слоем песка.

Проблемные места трамбуются дополнительно. В местах установки ребер жесткости выполняются аналогичные мероприятия.

Гидроизоляция

С помощью этого защитного слоя формируется преграда для грунтовых вод, способных попадать в бетонное основание объекта.

Гидроизоляция имеет немаловажное значение в препятствии протечки цементного молочка из растворной массы в почву. В противном случае бетон становится рыхлым, утрачивает прочность.

Подготовленная площадка и рвы устилаются полиэтиленом или специальной мембраной. Последняя обходится дороже, но гарантирует надежность гидроизоляционного слоя.

Опалубка

Щиты опалубочной конструкции изготавливаются из древесины хвойных пород и крепежных элементов. Можно использовать щиты из многослойной влагоотталкивающей фанеры. Этот материал отличается прочностью и надежностью, может применяться многократно. Если застройщик желает сэкономить, то такую опалубку возможно арендовать.

Щиты собираются и складируются на специально подготовленной площадке. Как только все готово, их выставляют по периметру будущего фундамента с таким расчетом, чтобы верхняя грань превышала уровень монолита на пятнадцать – двадцать сантиметров.

При монтаже опалубочных щитов рекомендуется контролировать вертикаль и уровень верхнего края. Внутри щитов расстилается полиэтилен, чтобы бетонная масса не протекала через щели.

Важная особенность – создание надежных раскосов, упорных элементов и стяжек.

Если в качестве страховки установите лишние упоры, вреда от этого не будет. Слабый крепеж вызовет разрушение опалубочного ограждения, лишние финансовые расходы и увеличение строительных сроков.

Армирование

Арматурный каркас выполняется в две горизонтально расположенных сетки, отделенные друг от друга поперечными металлическими стержнями. Арматура плиты постепенно переходит в армирование ребер фундамента.

Горизонтальные и вертикальные каркасные элементы скрепляются специальной проволокой. Если предполагается заливка плиты под большую нагрузку, то металлический каркас монтируется с применением сварочного агрегата.

Ручная вязка отнимает массу времени, так что рекомендуется воспользоваться полуавтоматическим инструментом.

Бетонирование

Главная особенность этого рабочего этапа – непрерывность выполнения заливки бетонной смеси. Как определено нормативной документацией, технологические перерывы между очередными порциями раствора не должны превышать двух часов, если температурный режим воздуха составляет восемнадцать градусов тепла.

Ручной способ приготовления раствора и бетонирования основания выполняется в том случае, если предстоят небольшие объемы работ. Площади монолита от пятидесяти квадратных метров рекомендуется заливать бетонным раствором, поставляемым с завода в специальных автомобилях.

Залитый раствор уплотняется вибраторами, которые должны легко проходить сквозь ячейки армирующего каркаса. Вибраторная плита за раз способна захватить до полуметра площади поверхности, что дает возможность за короткие сроки отработать всю площадку.

Как только процесс бетонирования завершен, над формированием монолита организуется контроль. До окончательного застывания бетону требуется не менее четырех недель, однако ходить по его поверхности разрешается спустя пять – шесть дней после завершения бетонирования.

В жаркие дни влага из бетонного раствора испаряется интенсивно, застывание проходит неравномерно, снижается показатель несущей возможности. Во избежание этого поверхность плиты периодически увлажняют.

Особенности

Строительство объектов на фундаментных основах в виде перевернутой чаши имеет свои плюсы и минусы:

• работы разрешается вести на площадке с неглубоким нахождением грунтовой влаги. Полы объекта располагаются высоко, негативному воздействию воды не подвергаются. Для устройства защитного слоя рекомендуется применять пенополистирол или рулонные материалы для гидроизоляции. Использование щебенки мелкой фракции гарантирует обустройство отличного дренажа;
• надежная дренажная система защищает фундаментную основу от вспучиваний почвенного состава. Отмостка с теплоизолирующим слоем не позволяет стенам помещений промерзать;
• строительство объекта на монолитной основе в виде чаши ведется различными материалами.

Немаловажное достоинство такой фундаментной основы – экономический эффект. Суть в том, что средняя высота плит составляет двадцать сантиметров. Это означает, что для ее изготовления необходимо оптимальное количество растворной смеси, арматуры и других стройматериалов.

Полностью исключена необходимость выполнения дополнительных отделочных работ для поверхности пола. Снизу основы находится слой гидроизоляции, предохраняющий органы дыхания от радиоактивных компонентов, содержащихся в почвенном составе.

Источник