Толщина бетонной плиты для монолитного фундамента

Сколько должна составлять толщина плиты фундамента и как правильно сделать расчеты показателя?

Толщину плитного фундамента рассчитывают на основании норм соответствующих сводов правил и СНиП.

Зная оптимальную величину параметра, застройщик может оставаться уверенным в прочности основания под строящееся сооружение, а также определить потребность в количестве бетона для плиты.

В статье расскажем о том, какой должна быть толщина фундамента из монолитной плиты, от чего зависит цифра и как сделать правильные расчеты.

От чего зависит показатель?

Плита в рассматриваемом случае представляет собой монолитное армированное основание под всей площадью сооружения.

Силовая конструкция состоит из принципиально значимых слоев:

1. уплотненной подушки из нерудных материалов;
2. теплоизолятора и гидроизолятора;
3. подбетонки, а также непосредственно бетонной плиты со вмурованным арматурным каркасом.

Толщина монолита определяет прочность и надежность основания и зависит от ряда параметров, в том числе:

• характеристик грунта под опорной площадью основания;
• глубины закладки силовой конструкции;
• проектных нагрузок, которые определяются конструктивными особенностями сооружения, условиями эксплуатации, климатическими условиями в регионе.

Профессиональные проектировщики учитывают все перечисленные факторы, для чего требуется доскональное понимание технологии и опыт в закладке плитных конструкций.

• толщины арматуры;
• промежутка между арматурными поясами;
• толщины бетона над и под арматурным каркасом.

Как правило, если сложить три указанных параметра, то получают значение толщины плиты в пределах от 0,2 до 0,3 м. Конечный показатель регулируют, учитывая особенности грунта, равномерность залегания пород и сложность конструкции будущего здания.

Помимо косвенной оценки, которую дают практикующие строители, согласно установленным нормам необходимо проверять выбранную толщину плиты относительно параметра – оптимальное удельное давление сооружением на грунт (подробнее в таблице).

Если давление, которое по проекту будет оказывать здание на грунт, будет отличаться от справочного значения не больше, чем на 25% в большую или меньшую сторону, то считают, что толщина плиты выбрана правильно.

Оптимальное значение распределенной нагрузки (кгс/см²) в зависимости от типа грунта
пластичные глины, супеси	0,50
плотные пески, суглинки	0,35
пески средней плотности, твердая глина	0,25

Минимальные цифры по СНИП, СП

Согласно действующим стандартам (СНиП 2.02.01-83 и СП 50-101-2004), минимальная высота всего фундаментной конструкции с учетом всех слоев будет равна не меньше 0,6 м, при этом минимальная толщина самой плиты – 0,10–0,15 м.

При условии соблюдения правил СНиП и СП, наименьшее значение параметра допускается использовать в том случае, если выбран бетон марки не ниже М300 с прочностью В22,5.

Для того, чтобы обеспечить необходимый резерв прочности, застройщик должен провести армирование плиты, что в конечном счете позволит фундаменту быть стойким к деформирующим воздействиям со стороны грунта.

Выбор необоснованно толстой плиты приведет не только к перерасходу материальных и трудовых ресурсов. Значительное давление со стороны дома вместе с монолитным фундаментом со временем будет сопровождаться проседанием конструкции в грунте.

Чрезмерно «легкое» давление, свою очередь, приведет к тому, что плита будет перемещаться при малейших подвижках грунта (например, при оттаивании земли весной), уменьшая эксплуатационный ресурс всей постройки.

Исходя из вышеизложенного следует, что в задачи проектировщика входит выбор минимальной допустимой толщины плиты в зависимости от типа грунта, суммарных нагрузок и других факторов.

Усредненные показатели для разных строений

Разброс допустимых значений толщины плиты монолитного основания достаточно невелик. В частном домостроении можно ориентироваться на следующие показатели:

Тип постройки	Толщина плиты, м
Легковесные постройки, садовые сооружения	0,10–0,15
Кирпичные туалеты, гаражи, бани	0,15–0,20
Одноэтажный каркасный, деревянный или пенобетонный дом	0,20–0,25
Одноэтажный дом из кирпича или бетона	0,25–0,30
Двухэтажный дом	0,30–0,35
Кирпичный дом или постройка из других тяжеловесных стройматериалов в несколько этажей	0,30–0,40

Приведенные в таблице значения позволяют оценить, как толщина плиты зависит от сложности и веса возводимого сооружения. Увеличивать толщину до 0,5 м нецелесообразно, поскольку конструкция потеряет основное преимущество «плавающей» плиты – возможность перемещения вместе с сезонными подвижками грунта. Точные показатели получают расчетным путем на этапе проектирования плитного основания.

Как рассчитать?

Самый простой способ расчета толщины плитного основания основан на суммирование трех параметров:

• промежутка между армирующими поясами;
• толщины прутьев;
• толщины защитного бетонного слоя вокруг каркаса (от 4 см)

Правила армирования железобетонных фундаментов регламентируются соответствующими параграфами в СНиП 52-01-2003 и СП 52-103-2007.

Более обоснованный расчет ведут по нагрузкам от будущего сооружения. Например, для легкой постройки сельскохозяйственного назначения будет достаточно плиты высотой 0,1 м, а для загородного дома – 0,2–0,3 м.

При этом нужно учитывать особенности сооружения. Например, длинный и узкий фундамент для дома с минимальным количеством внутренних перегородок будет подвергать изгибающим нагрузкам, в результате чего могут возникнуть трещины в фундаментной плите приблизительно посередине. Чтобы этого избежать, целенаправленно приращивают толщину монолита.

Исходные данные для расчета

Таким образом, чтобы определить толщину плиты, застройщик должен обладать следующей информацией:

• знать тип грунта и, как следствие, оптимальное значение распределенной нагрузки;
• знать конструкционные параметры будущего сооружения и типы задействованных материалов, чтобы рассчитать проектные нагрузки;
• выбрать оптимальную схему армирования для заданных условий, а именно: диаметр прутков, размер ячеек, расстояние между поясами и т.п.

Последовательность вычислений

Вычисления толщины плиты проходит по следующему алгоритму:

1. Определение суммарных нагрузок.
2. Расчет удельного давления на грунт методом деления общего давления на площадь основания. Размер плиты должен превышать габариты самого сооружения минимум на 10 см с каждой стороны.
3. Сравнение удельного давления на грунт с оптимальным табличным значением.
4. Полученную разницу в результате вычислений из п.3 компенсируют массой ж/б плиты фундамента.
5. Зная массу монолиту и плотность железобетона, определяют объем конструкции.
6. Находят искомую высоту плиты методом деления объема на площадь основания.

Анализ результатов

Если найденное по алгоритму, описанному ранее, значение высоты плиты находится в пределах от 0,2 до 0,35 м, то полученный результат считают оптимальным. Как правило, значение округляют до числа, кратного 50 в большую или меньшую сторону, и для надежности пересчитывают нагрузку, чтобы сравнить с рекомендованным справочным значением (разница не должна составлять больше 25%).

Если высота плиты больше 0,35 м, то у застройщика появляются основания предположить, что плита в заданных условиях – не самое экономически целесообразное решение и есть смысл рассмотреть варианты с ленточным или столбчатым основанием.

Снизить толщину монолита можно за счет конструирования ребер жесткости, которые предотвратят горизонтальное смещение чрезмерно легкого фундамента. В рассматриваемом случае не обойтись без расчетов, которые могут провести только высококвалифицированные специалисты.

Если толщина плиты менее 0,1–0,15 м, то, вероятнее всего, проектное сооружение является слишком массивным для плитного фундамента и для участия в исследовании грунта и проектирования силовой конструкции нужно пригласить опытных специалистов.

Пример расчета

Заданные условия:

• дом 2 этажа площадью 6 на 9 м;
• стены из газосиликатных блоков;
• несущая перегородка – одна;
• толщина стен – 0,3 м;
• высота сооружения – 5,5 м;
• высота фронтона – 1,0 м;
• крыша – кровельная черепица;
• несущий слой – глина (справочное удельное давление – 0,25 кг/см 2 ).

В первую очередь находят общий вес сооружения, а именно:

• суммарная площадь всех стен (с фронтонами и перегородками, но без проемов окон и дверей) — 182 м², а их общая масса 182 × 180= 32 760 кг;
• площадь монолитного перекрытия за вычетом лестничного проема

50 м². Тогда общая масса будет равна 50 × (500 + 210) = 35 500 кг;

площадь чердачного перекрытия — 54 м 2 , тогда масса 54 × (150 + 105) = 13 770 кг;

эксплуатационная нагрузка 1-го этажа – 54 × 210 = 11 340 кг;

площадь крыши — 71 м 2 , тогда масса вместе с весом снежного пласта 71 × (30 + 100) 9 230 кг;

общая масса строения, полученная суммированием результатов предыдущих вычислений (102 600 кг).

Массы рассчитывают исходя из габаритов и удельного веса использованных строительных материалов (справочная информация).

Далее, исходя из условий проекта, находят площадь монолита (54 м²) и делят на нее суммарный вес дома:

До рекомендованного удельного давления для грунта не хватает 0,06 кг/см 2 . Находят массу плиты, умножая полученное значение на площадь основания, которое переводят в квадратные сантиметры:

Находят объем плиты, делением массы на плотность железобетона:

Определяют искомую высоту делением объема на площадь основания:

Для заданных условий можно рассмотреть два варианта, когда высота плиты будет равной 0,2 или 0,25 м. В первом случае ее масса составит 27 000 кг, а значит вместе с фундаментом здание будет оказывать давление, равное:

Разница с рекомендованным значением составит:

Полученный результат удовлетворяет проектным условиям и позволяет сэкономить на количестве бетона, поэтому принимают высоту плиты равной 0,2 м.

Заключение

Толщина плиты фундамента является важным показателем, поскольку от него зависит прочность и надежность всей конструкции.

Значение параметра будет варьироваться в коротких пределах, как правило, от 0,15 до 0,35 м, но во много определяться такими факторами, как вес конструкции, тип грунта, схема армирования и т.д. Поэтому, чтобы построить крепкий дом на плитном фундаменте, нужно со всей ответственностью отнестись к расчету толщины железобетонного монолита.

Источник

Монолитный плитный фундамент, его плюсы и минусы. Структура монолитной плиты.

Монолитный фундамент – представляет собой, единое целое железобетонное основание дома, состоящее из вязанного армированного каркаса, залитого бетоном марки высокой прочности, в правильной форме и с соблюдением проектной геометрии.

Это один из самых распространенных и древних видов фундамента, стал использоваться со времен изобретения бетонных строительных смесей, а это, как утверждают историки, более 500 лет до нашей эры. Многие памятники архитектуры древних цивилизаций, сохранившиеся до наших времен, уверенно стоят на монолитных фундаментах. Поэтому, даже с развитием строительной промышленности и технологий, найти замену простой и эффективной монолитной плите, для основания дома достаточно трудно. Конечно, существуют комбинации фундаментов, имеющие свои преимущества, но их монтаж уже является более сложным процессом.

монолитный плитный фундамент

В данной статье мы рассмотрим один из самых прочных видов фундаментов – монолитную железобетонную плиту, ее конструктивные особенности и виды, практические плюсы и минусы с которыми может столкнуться частный застройщик, как во время строительства, так и после , при нагрузках на нее, уже построенного дома.

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.

Подробнее про особенности ухода за фундаментом в статье: « Уход за фундаментом после заливки и его гидроизоляция»

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.

плитный фундамент хорошо подходит для каменных тяжелых домов

Источник