Типовые узлы плитных фундаментов

Проект фундамента монолитная плита чертеж

Чертеж фундамента плитного типа предусматривает устройство под всей площадью дома сплошной плиты из монолитного железобетона. Благодаря значительной площади опирания, такой фундамент можно монтировать даже на слабонесущем основании с грунтами, проявляющими просадочные и пучинистые свойства. Плитный фундамент является мелкозаглубленой конструкцией, которая идеально подходит для устройства на площадках с высоким уровнем грунтовых вод. Решение может использоваться как в малоэтажном, так и в высотном строительстве.

Разновидности проектов фундамента Монолитная плита

В проекте фундамента Монолитная плита чертеж может разрабатываться либо на основании традиционных технических решений, либо с применением современных подходов (утепленная «шведская» плита).
Традиционное решение предполагает устройство армированной плиты, заглубление которой, как правило, не превышает 0,8 м. Монолитная железобетонная конструкция толщиной от 0,1 м и более предотвращает возможные деформации стен здания в случае промерзания грунта основания. В проектах фундамента Монолитная плита чертеж может дополнительно включать ребра жесткости и сваи.
Современные скандинавские технологии монтажа плитных фундаментов предусматривают устройство слоя утеплителя между подошвой плиты и основанием. Такое решение позволяет повысить как эксплуатационные характеристики конструкции, так и показатели энергоэффективности дома.

Особенности проекта фундамента Монолитная плита

Чертеж фундамента разрабатывается по результатам выполненного расчета, с учетом нагрузок, передаваемых от проектируемого здания, его конфигурации, характеристик грунта основания, данных топографических изысканий. Также учитывается влияние зданий, сооружений и коммуникаций, расположенных рядом.
На основании полученных расчетных показателей принимаются основные параметры фундамента: марка бетона, тип арматуры, ее диаметр и шаг. Определяется требуемая толщина утеплителя и характеристики гидроизоляции. На площадках со сложной геологией назначается комплекс дополнительных мероприятий.

Стоимость проекта фундамента Монолитная плита

Чертеж фундамента является основанием для подсчета объемов работ и определения их сметной стоимости. Как правило, эта цифра составляет от 15 до 25% от общей стоимости дома. Применение в проекте современных технических решений позволяет снизить не только стоимость строительства здания, но также и сократить дальнейшие затраты на его эксплуатацию.

Источник

Особенности конструкции фундамента из монолитной плиты

Большинство практикующих строителей относят плитный фундамент к наиболее прочным, надежным и долговечным силовым конструкциям под жилые дома, хозяйственные постройки и промышленные объекты.

В чем особенность конструкции представленного типа основания, как выглядит плита на чертеже и в разрезе, нюансы устройства и заглубления – будет рассмотрено в текущей статье.

Плитное основание — что это такое?

Основу фундамента данного типа составляет железобетонный монолит, изготовленный методом заливки бетона под площадью основания проектируемого сооружения. В процессе бетонирования плиту армируют силовым каркасом, представляющим собой связанные в единую схему стальные арматурные прутки.

За счет того, что фундамент является сплошной конструкцией, он может равномерно подниматься и опускаться при подвижках почвенных масс, расположенных по ним. За счет этого качества основание получило название «плавающая плита».

Устойчивость фундамента к вспучиванию грунта, а также его способность противостоять деформирующим нагрузкам обуславливают широкую сферу применения, в том числе на участках с переувлажненными, рыхлыми и нестабильными грунтами и глубоко расположенной точкой промерзания.

Чтобы готовая силовая конструкция гарантировано целостность здания, и в процессе ее эксплуатации отсутствовал риск растрескивания или повреждения, строительство и проектирование основания должно проводиться строго в соответствии с действующими нормами по СНиП и СП, а именно:

• СНиП 2.02.01-83 – основания зданий;
• СП 50-101-2004 – проектирование и устройство фундаментов различных сооружений;
• СП 63.13330.2018 –строительство железобетонных конструкций.

Конструкция и схема правильного пирога плитного основания под дом

Классический «пирог» плитного основания состоит из следующих слоев:

1. Подушка из нерудных материалов – песка, щебня, песчано-гравийной смеси.
2. Бетонная стяжка для усиления конструкции и обеспечения идеально ровной поверхности.
3. Несколько слоев рулонного гидроизоляционного материала.
4. Один или два слоя утеплителя (чаще всего экструдированного пенополистирола).
5. Армирующий каркас из одной сетки или двух связанных в пространстве поясов, изготовленных стальной рифленой арматуры.
6. Непосредственно слой бетонной плиты толщиной 0,1–0,4 м.
7. Слой гидроизолятора, нанесенный на затвердевшую плиту.

Схема дополняется дренажным кольцом по периметру и отмосткой с подложкой из утеплителя. Как правило, чтобы исключить смешивание нерудных материалов подушки с землей, дно грунта укрывают геосинтетической тканью.

Когда строительство дома ведется на участках с песчаным грунтом, а в регионе наблюдается теплый климат, то иногда строители исключают из «пирога» слой утеплителя.

Нужен ли щебень?

Подушка под плитным фундаментом может состоять только из уплотненной песчаной прослойки и подбетонки, но большинство практикующих строителей добавляют в «пирог» слой щебня средней фракции.

Этот материал характеризуется морозостойкостью (F15 до F400) и повышенным сопротивлением к силам морозного пучения, поэтому в разы уменьшает риск возможных деформаций в фундаменте при температурных перепадах. Щебенку укладывают слоем до 20 см на уплотненный песок. Нерудный материал орошают водой и тщательно уплотняют виброплитой.

Фундаментные чертежи и планы в разрезе

Графические документы, составляемые при проектировании плитного фундамента, представляют собой планы и чертежи, которые дают подробную информацию о планируемом объекте, а именно:

• габаритах;
• форме;
• осях;
• размерах слоев;
• схеме армирования;
• вариантах тепло- и гидроизоляции;
• схемах закладки инженерных коммуникаций.

Ниже представлены примерные планы плитного основания:

Схемы армирования дают полное представление о способе соединения силовой конструкции, диаметрах задействованных прутков, шаге между ними.

Например, на схеме ниже отображена схема армокаркаса, где:

1. Арматурные стержни класса А3, диаметром 12-16 мм, шаг – 200 мм.
2. Арматурные стержни А3 диаметром 8 мм, размер ячейки 400х400 мм.
3. Защитный слой бетона толщиной 35 мм.

План коммуникаций помимо общей схемы должен в обязательном порядке отражать все диаметры инженерных линий, чтобы давать представление о размерах вводных отверстий для строителей:

Особенности устройства монолита на грунте

«Плавающие» плиты, возводимые над нулевым уровнем земли, могут использоваться для различных типов грунта, но наиболее эффективны на почве, которая характеризуется особой склонностью к пучению при минусовых температурах, а также на болотистой местности.

Например, глинистая почва за счет своей сыпучести и пластичности относится к самым тяжелым типам пород для строительства фундаментов, поэтому для таких условий предпочтительно использование фундамента «плавающая плита».

Устройство силовой конструкции плиты начинается с разметки участка и рытья котлована на глубину, которая будет соответствовать толщине подошвы из нерудных материалов, как правило, речь идет о совместном использовании песка и щебня. Большинство практикующих строителей используют традиционную комбинацию слоем: 20 см песка и 20 см щебенки.

Если фундамент строится на глине, то параметры нерудной подушки должны быть больше самой плиты как минимум на 20 см с каждой стороны. Только так можно обеспечить достаточную степень монументальности строения.

В обязательном порядке сверху подушки укладывают слой гидроизолятора:

1. рубероида;
2. несколько слоев полиэтилена и/ или экструдированного пенополистирола;
3. который одновременно выполняет функцию теплизолятора.

Затем строители приступают к монтажу опалубки, вязке арматурного каркаса и непосредственно бетонированию.

Заглубление

Степень заглубления основания в зависимости от типа почвы можно узнать в СП 50-101-2004 таблица 12.2.

Кроме «плавающих» монолитов, различают другие типы фундамента:

1. Мелкозаглубленная плитная конструкция . Плита мелкого заложения используется при строительстве сооружений в один или несколько этажей на относительно стабильных грунтах с глубоким расположением подземных источников. Котлован под конструкцию роется на глубину 0,7–1 м. Далее схема строительства аналогична предыдущей методике.
2. Заглубленный плитный фундамент с ребрами жесткости – позволяет сэкономить на расходе строительных материалов в том случае, если гидрогеологические и проектные условия предопределяют закладку плиты большой толщины. Строительство фундамента заключается в обустройстве траншей для железобетонных лент, на которые в дальнейшем будет опираться монолитная плита толщиной 0,25–0,4 м.
3. Плитная конструкция, построенная по шведской или финской технологии, совмещенная с системой монтажа «теплого пола» в доме. Для шведских плит вначале снимают слой плодородной почвы, а затем роют траншеи под ленты, которые будут выполнять функцию ребер жесткости. Когда ленточный контур затвердеет, кладут листы теплоизолятора, устраивают опалубку, монтируют армокаркас, совмещенный с системой труб для «теплого пола», а затем делают бетонную стяжку.

Для финской плиты роют один котлован на глубину ленточного железобетонного основания, после затвердевания которого делают обратную засыпку внутреннего пространства нерудным материалом. Под железобетонной плитой размещают листы теплоизолятора. В данном случае систему труб для «теплого пола» монтируют на этапе чистовой отделки напольного покрытия.

Трещины и другие проблемы

Трещины и другие деформации плитного фундамента могут появиться сразу после строительства или в процессе эксплуатации по таким причинам:

• Нарушена технология строительства;
• Неправильно рассчитаны проектные нагрузки на фундамент;
• Не исследованы гидрогеологические особенности участка;
• Изменилась геология местности, например, поднялся уровень грунтовых вод из-за большого количества выпавших осадков и т.д.

Трещиной допустимого размера считается щель, ширина которой не превышает 0,4 мм. В этом случае застройщик должен проследить за ее динамикой. Если дефект не распространяется, то его можно устранить с помощью песчано-цементного раствора мелкодисперсного состава.

Необходимо применять более сложные и дорогостоящие способы ремонта при распространении трещин, возникновении сети щелей, если они распространились на стены дома:

• бурение наклонных отверстий в основании и закачка через них скрепляющих растворов;
• монтаж дополнительного основания с большим заглублением и площадью опоры.

Сложным ремонтом плитных фундаментов занимаются специализированные компании. Перед работой необходимо заново просчитать нагрузки и исследовать геологию, чтобы выбрать подходящий способ реконструкции плиты.

Отзывы

Часто индивидуальные застройщики пренебрегают правилами строительства силовых конструкций и в результате появляются дефекты в плитах, причины которых были рассмотрены в предыдущем разделе.

Частный вариант нарушения методики – заливка раствора в опалубочное пространство не через лотки, как сказано в нормативах, а с одного угла с последующим распределением лопатой по всей плоскости.

В этом случае меняется соотношение жидких и твердых компонентов в растворе, и плита теряет свою прочность.

Нарушается консистенция бетона и в том случае, если были перерывы в заливке бетона. Мелкие трещинки могут появиться уже через полчаса–час после заливки. Чтобы удалить дефекты, нужно заново пройтись по поверхности виброплитой.

Монолитный плитный фундамент и его устройство начинающие строители ищут советов и обсуждают на форуме:

1. О том, в каких случаях стоит включать щебень в «пирог» подушки, можно прочитать на форуме.
2. Рассуждения частных застройщиков о том, какой должна быть минимальная глубина закладывания плитного основания тут.
3. Участники форумов обсуждают варианты ремонта трещин, которые появились в плитном фундаменте в процессе эксплуатации – тут и тут.

Заключение

Существуют различные варианты конструкции монолитной плиты, каждый из которых эффективен в тех или иных проектных условиях. Чтобы построить надежное основание под дом, нужно проанализировать сразу несколько вариантов.

В случае индивидуального строительства целесообразно обсудить выбор со специалистом или доверить проектирование экспертам, ведь, как видно из изложенного материала, малейшие ошибки в строительстве могут привести к дорогостоящему ремонту и даже необратимым последствиям.

Источник

Расчет фундаментной плиты

Расчет фундаментной плиты является достаточно сложным, поскольку выполняется в 3D постановке с учетом совместной работы дома и основания. Фундаментная плита является одним из наиболее распространенных фундаментов в индивидуальном жилищном строительстве (далее ИЖС). В данной статье рассмотрены основные аспекты расчета, проектирования и строительства фундаментной плиты для ИЖС.

Фундаментная плита. Термины и определения

Фундаментная плита (raft foundation) — это фундамент в виде сплошной бетонной или железобетонной плиты, который передает нагрузки на основание от всего сооружения.

Суть работы и особенности фундаментной плиты

Рассмотрим работу фундаментной плиты под нагрузкой. Основная нагрузка на фундаментные плиты передается через несущие стены и колонны. На рисунке 2 показана деформированная схема системы «фундаментная плита – грунтовое основание» (для наглядности деформации увеличены во много раз и показаны в сечении). Как видно из рисунка 2, под стенами осадки плиты имеют максимальные значения, а между стенами осадки значительно меньше, поэтому формируется выгиб в противоположенную сторону.

Суть работы фундаментной плиты заключается в том, что в совестную работу с основанием включается не только та часть фундамента, на которую непосредственно действуют нагрузки, но относительно свободная от нагрузок часть фундамента. Таким образом, действующие на фундамент нагрузки «размазываются» по всей площади фундаментной плиты, вследствие этого появляются следующие преимущества относительно ленточного и столбчатого фундаментов:

• значительно снижается удельная нагрузка на грунт;
• значительно повышаются запасы по несущей способности основания;
• значительно снижаются осадки основания и их неравномерность.

Исходя из особенностей работы фундаментной плиты, вытекают особенности армирования. Между несущими стенами или колоннами, как правило, рабочее армирование требуется в верхней зоне плиты, а под ними – рабочее армирование требуется в нижней зоне.

Изополя армирования фундаментной плиты в верхней зоне по оси Х

Изополя армирования фундаментной плиты в нижней зоне по оси Y

Область применения фундаментных плит

Фундаментные плиты целесообразно использовать:

• при возможности резкого ухудшения деформационно-прочностных характеристик грунтов основания (например, вследствие изменения гидрогеологических условий);
• на площадках, сложенных слабыми грунтами или грунтами с модулем деформации менее 10 МПа;
• при наличии пучинистых грунтов и значительной чувствительности зданий к неравномерным деформациям;
• при строительстве на просадочных грунтах;
• при строительстве на органоминеральных и органических грунтах.

Иными словами, фундаментную плиту нужно применять в сложных инженерно-геологических условиях строительства. Если грунтовые условия достаточно хорошие, то дешевле применить ленточный фундамент с полами по грунту.

В частном строительстве фундаменты делают как правило малозаглубленными или вообще незаглубленными. Исходя из этого, фундаментная плита является предпочтительным вариантом, поскольку в отличие от ленточного фундамента, несущая способность основания будет гарантировано обеспечена даже на слабых грунтах.

Основные типы фундаментных плит для ИЖС

На участке строительства во многих случаях имеется перепад высот. Чтобы с одной стороны нивелировать этот перепад, а с другой – обеспечить требуемую высоту цоколя, разработаны различные варианты фундаментной плиты. На рисунках 5-11 показаны наиболее распространенные варианты фундаментных плит (подготовка под фундаменты условно не показана).

1. Незаглубленная или малозаглубленная фундаментная плита на участке без перепада.

2. Малозаглубленная фундаментная плита со встроенной подпорной стенкой на участке с перепадом

3. Малозаглубленная фундаментная плита ребрами вниз

4. Малозаглубленная фундаментная плита ребрами вверх

5. Заглубленная фундаментная плита (подземный этаж)

6. Фундаментная плита с ребрами или без на насыпи

7. Фундаментная плита на насыпном основании плюс подпорные стенки

Подробно о том, какие бывают подпорные стены, и как выполняется их расчет, написано здесь.

Расчет фундаментной плиты

Фундаментные плиты являются достаточно сложными конструкциями с точки зрения расчета. Дело в том, что простого способа выполнить их расчет не существует. В отличие от ленточного фундамента, фундаментную плиту можно рассчитать только с применением численных методов.

Расчет фундаментной плиты включает следующие основные пункты:

1. расчет грунтового основания по несущей способности;
2. расчет грунтового основания по деформациям;
3. расчет железобетонных конструкций по первой и второй группам предельных состояний с подбором толщины и армирования;
4. расчет фундаментной подушки;
5. расчет теплоизоляции основания и фундамента;
6. расчет устойчивости склона (откоса), если фундаментная плита расположена вблизи склона(откоса).

Наиболее корректный расчет фундаментной плиты предполагает рассмотрение совместной работы сооружения и основания. Такой расчет требует моделирования как минимум первого этажа, а в идеале – несущих конструкций всех этажей. Чем точнее моделируются условия работы фундаментной плиты, тем больше точность и достоверность расчетов, и тем экономичнее фундамент. Ниже рассмотрим пример расчета фундаментной плиты в пространственной 3D постановке с учетом совместной работы дома с основанием.

Моделируется фундаментная плита и несущие конструкции первого этажа.

Моделируются несущие конструкции второго этажа.

Расчетная модель разбивается на конечные элементы, задаются нагрузки.

Создается трехмерная модель грунтового основания.

Осуществляется привязка модели дома к модели основания.

На рисунке 12 показана модель основания в разрезе.

В результате расчета методом конечных элементов определяются усилия, подбирается толщина и армирование фундаментной плиты в соответствии с требованиями СП 63.13330.2018.

Толщину фундаментной плиты рекомендуется назначить из условия восприятия поперечных сил бетоном плиты, без поперечного армирования.

В результате расчета фундаментной плиты по материалу должны быть определены:

• толщина фундаментной плиты;
• требуемые характеристики бетона;
• требуемые характеристики арматуры;
• расположение слоев арматуры;
• требуемое рабочее армирование (диаметр и шаг арматуры).

Подготовка под фундаментные плиты

Состав и объем подготовки под фундаментные плиты сильно разнится в зависимости от условий строительства.

Практически всегда нужно предусматривать бетонную подготовку толщиной 5-10 см из бетона В7,5. В большинстве случаев классическую бетонную подготовку можно заменить профилированной мембраной PLANTER.

Поскольку фундаментные плиты в ИЖС незаглубленные или малозаглубленные, а грунты основания во многих случаях пучинистые, то рекомендуется:

• во-первых, выполнить подушку расчетной толщины из непучинистого грунта (песок гравелистый, крупный или средней крупности и др);
• во-вторых, в фундаментной подушке предусмотреть дренажную систему;
• в-третьих, выполнить теплоизоляцию основания и фундамента в соответствии с СТО 36554501-012-2008.

Пример 1. Подготовка под фундаментную плиту на просадочных грунтах

Пример 2. Подготовка под фундаментную плиту на пучинистых грунтах

Пример 3. Подготовка под фундаментную плиту на насыпных грунтах (непригодных для использования) при высоком уровне подземных вод

В проектах фундаментных плит, если имеется фундаментная подушка, необходимо закладывать контроль качества уплотнения грунтов на каждом квадратном метре. Для этой цели можно использовать динамический плотномер Д-51. Фундаментные подушки необходимо проектировать и устраивать в соответствии с требованиями СП 45.13330.2017.

Пример 4. Подготовка под фундаментную плиту на слабых глинистых грунтах

Помимо бетонной подготовки, в ряде случаев требуется щебеночная подготовка толщиной 10-20 см. Чаще всего используется щебень фракции 20-40 и 5-20 мм (фракция щебня уменьшается по мере приближения к бетонной подготовке).

Конструирование фундаментной плиты (КЖ)

Конструирование фундаментной плиты выполняется в соответствии с требованиями СП 63.13330.2018.

Защитный слой бетона при наличии бетонной подготовки должен быть не менее 40 мм, а при отсутствии подготовки – не менее 70 мм.

Армирование фундаментных плит производится в двух зонах: нижней и верхней. Каждая зона должна иметь рабочую арматуру в двух направлениях.

Армировать фундаментные плиты одной сеткой (совершенно не важно, где она будет расположена) категорически нельзя.

Фундаментные плиты чаще всего армируют отдельными стержнями, значительно реже – готовыми сетками.

Арматурные стержни стыкуются внахлёст. Стыки арматуры внахлестку следует располагать вразбежку. При этом площадь рабочей арматуры, стыкуемой в одном сечении, не должна превышать для периодического профиля — 50%.

Существует два основных подхода к армированию фундаментных плит:

• первый подход, экономный и сложный в исполнении, предполагает установку нижней и верхней арматуры, соответствующей минимальному проценту армирования, по всей площади плиты, а на участках, где действующие усилия превышают усилия, воспринимаемые этой арматурой, — установку дополнительной арматуры, совместно с вышеуказанной арматурой воспринимающей действующие на этих участках усилия;
• второй подход, дорогой и простой в исполнении, предполагает установку нижней и верхней арматуры одинаковой по всей площади в соответствии с максимальными значениями усилий.

В проекте необходимо использовать тот подход к армированию, который смогут правильно реализовать подрядчики заказчика.

На концевых участках фундаментных плит следует устанавливать поперечную арматуру в виде П-образных хомутов, расположенных по краю плиты, обеспечивающих восприятие крутящих моментов у края плиты и необходимую анкеровку концевых участков продольной арматуры.

Толщина фундаментной плиты в ИЖС, как правило, не должна быть менее 25 см.

Шаг стержней продольной арматуры рекомендуется назначать не более 200 мм.

В чертежах КЖ обязательно нужно указать, каким образом будет обеспечиваться проектное положение арматуры. Как правило, проектное положение нижней арматуры обеспечивается при помощи пластиковых фиксаторов, а верхней арматуры – при помощи фиксаторов типа «Лягушка». Размеры «лягушек» подрядчик должен уточнять по месту, в зависимости от способа установки.

В проектах фундаментных плит всегда нужно закладывать гидроизоляцию подошвы и торцов.

По итогам конструирования фундаментной плиты выдаются следующие рабочие чертежи:

• опалубочный план фундаментной плиты с разрезами;
• схема армирования фундаментной плиты;
• спецификация материалов.

Чертежи следует оформлять в соответствии с требованиями ГОСТ 21.501-2018.

Пример 1. Конструирование фундаментной плиты

Пример 2. Конструирование фундаментной плиты

Устройство фундаментной плиты

Рассмотрим ключевые этапы устройства фундаментной плиты на конкретном примере.

1. Выполняется разработка котлована под фундаментную плиту

Перерыв между окончанием разработки котлована и устройством фундамента не допускается. При вынужденных перерывах должны быть приняты меры к сохранению природных свойств грунта.

2. Выполняется разработка котлована под дренажную систему

3. Выполняется монтаж дренажной системы, укладка геотекстиля и устройство фундаментной подушки

Фундаментная подушка устраивается путем послойного уплотнения при толщине слоя не более 10-15 см. Уплотнение производится до достижения проектного коэффициента уплотнения.

4. В процессе работ не забываем про коммуникации, которые будут под фундаментной плитой

5. Под ребрами плиты устраивается подготовка, монтируется опалубка, и продолжаем устройство фундаментной подушки

Работы по возведению монолитных железобетонных конструкций следует производить в соответствии с требованиями СП 70.13330.2012.

6. Устраивается теплоизоляция и гидроизоляция подошвы фундамента, выполняется армирование фундамента

7. Фундаментная плита готова к заливке

8. Выполняется бетонирование фундаментной плиты

9. Фундаментная плита почти готова. Выполняем уход за бетоном и ждем набора прочности

Распалубку фундаментной плиты следует производить при достижении бетоном не менее 80% от проектной прочности.

Загружать фундаментную плиту допускается при достижении 100% от проектной прочности (ждем 28 суток после заливки).

Нагружать фундаментную плиту необходимо по возможности равномерно.

Источник