Толщина плиты плавающего 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

Что такое плавающий фундамент и как построить своими руками

Пучинистый грунт — это головная боль всех строителей. Он накапливает воду, которая замерзает с наступлением морозов. Лед расширяется и поднимает строение на 5-10 см, что приводит к трещинам и деформации. При строительстве в местах с проблемной почвой традиционные фундаменты не подходят. Альтернатива им — это плавающий фундамент: дорогая, но очень надежная конструкция, которая себя окупит.

Что это такое?

Плавающий фундамент — это сплошная мелкозаглубленная плита, усиленная арматурой диаметром 10-16 мм, закладывается на глубину около 20-50 см. Конструкция обладает высокой прочностью и устойчивостью к трещинам и разломам. Зимой или весной обычный свайный или ленточный фундамент может дать трещину, плавающий будет двигаться при пучении грунта, сохраняя целостность конструкции.

Фундамент плавающей конструкции обычно применяется в местностях с близким к поверхности земли залеганием грунтовых вод и на пучинистых грунтах.

Преимущества и недостатки

Любой фундамент имеет свои сильные и слабые стороны, не исключением стал и плавающий.

Преимущества:

• Прочность, долговечность;
• Подходит для сложных почв;
• Устойчивость к влаге;
• Устойчивость к пучению грунта во время морозов;
• Не усаживается;
• Можно сразу использовать для установки напольного покрытия.

Недостатки:

• Долгий и трудоемкий процесс возведения;
• Дорогие материалы, где бетон и арматура — основная статья расходов;
• Не подходит для мест с большим перепадом высоты;
• Заливать нужно в один заход, поэтому может понадобиться несколько бетономешалок и рабочих рук.

Какие бывают виды

Большое распространение получили 4 вида. У каждого есть свои особенности, плюсы и минусы, которые мы подробно рассмотрим.

Шведская плита

Этот вариант популярен в скандинавских странах из-за своих высоких теплоизоляционных свойств. Имеет небольшое заглубление, что позволяет не учитывать уровень грунтовых вод. Прекрасно подходит для пучинистого и рыхлого грунта. Однако такая конструкция довольно новая и впервые стала применяться в 1990-е годы, поэтому точно неизвестно что с ней будет через 50-70 лет.

• Требуется неглубокий котлован (30-40 см), поэтому использование строительной техники необязательно. Важно тщательно выровнять площадку;
• Процесс строительства быстрый — около 7 дней;
• Оббивается слоем утеплителя со всех сторон. Такое решение помогает сохранять тепло и продлевает срок эксплуатации;
• Обладает высокой герметичностью, что предотвращает развитие плесени в здании из-за сырости.

Из минусов стоит выделить вышеупомянутую новизну конструкции: неизвестно как она поведет себя через много лет.

Шведская плита состоит из нескольких слоев:

1. Подушка из гравия, щебня или песка. Во избежание засорения укрывается геотекстилем. На этом уровне устанавливается дренажная труба;
2. Гидроизоляционный слой;
3. Утеплитель;
4. Плита. Каркас армирован арматурой 10-12 мм. В местах, где предусмотрена повышенная нагрузка, возможно дополнительное усиление. На этом этапе прокладываются все коммуникации. Отопительные трубы располагают таким образом, чтобы тепло распределялось равномерно по всему дому.

В итоге вся конструкция заливается бетоном. Вместо деревянной опалубки используется пенополистирол, который выступает и как утеплитель, малоподверженный внешнему воздействию. Такая конструкция отлично покажет себя в холодные времена года, так как будет сохранять тепло, позволяя экономить на отоплении. Шведская плавающая плита станет хорошим решением для строительства 2-3 этажного дома, но для многоэтажного запаса прочности недостаточно.

Монолитная плита

При нормальном грунте и климате такой вариант может выйти дешевле, чем классический ленточный. Но если грунт пучинистый или сыпучий, то строительство все так же влетит в копеечку.

Монолитный плавающий фундамент обладает слабой теплоизоляцией. Глубина заложения примерно 40-50 см. Плита армируется стальными стержнями от 10 мм. Важно правильно рассчитать структуру армирующего каркаса, иначе конструкция может оказаться непрочной. В качестве подкладки используется гравийно-песчаная подушка, за счет которой нивелируются движения грунта в весенне-зимний период: основание движется, а когда начинается потепление, возвращается на место. При необходимости под несущими стенами устанавливаются ребра жесткости.

Плюсы монолитной плавающей плиты:

• Срок службы, надежность;
• Хорошо справляется с боковыми и вертикальными нагрузками;
• Устойчив к влаге;
• На возведение не требуется много времени.

Очевидный минус один, но довольно весомый: такой фундамент плохо сохраняет тепло, а армирующая сетка создает «мостики холода». Во избежание этого, конструкция утепляется пенополистиролом, что значительно увеличивает стоимость.

Монолитная плавающая плита состоит из 3 или 4-х слоев:

1. Утрамбованная песчано-гравийная подушка, положенная на геотекстиль;
2. Гидроизоляция;
3. Утеплитель (при необходимости);
4. Плита.

Ленточный

При строительстве ленточного плавающего фундамента используется крестообразное пересечение ребер жесткости с шагом в 1-3 метра. Еще такую конструкцию называют «плавающая решетка». Прочность обеспечивается за счет максимальной жесткости конструкции. Во время пучения почвы она поднимается, а после оттаивания возвращается на место. Подойдет только для зданий из легких материалов: дерева, газобетона, теплого кирпича.

3 главных плюса:

• Относительно невысокая стоимость;
• Не требует больших познаний в строительстве;
• Минимум техники, рабочих.

• Не подходит для строительства массивных зданий из кирпича или бетона;
• Не подходит для участков с большим перепадом высот.

Структура ленточного плавающего фундамента:

1. Песчаная подушка;
2. Слой щебня;
3. Гидроизоляция;
4. Армированная лента.

Столбчатый

Этот фундамент не подходит для строительства массивных кирпичных или шлакоблочных зданий, но станет отличным выбором для бани или каркасного дома. Благодаря особенностям конструкции подходит для возведения на скалистом и песчаном грунте, но категорически запрещен для строительства на глинистой почве.

Армированные бетонные или кирпичные столбы устанавливаются на железобетонную плиту, которая должна быть в 2 раза больше столба. Столбы устанавливаются с шагом 1,5-2,5 метра, а на них сверху устанавливается плита или железобетонный ростверк. Также можно использовать деревянный каркас, если строится что-то не тяжелое, вроде бани. Цоколь не предусмотрен, поэтому зачастую обустраивают забирку.

Из плюсов можно выделить:

• Возможность построить подвал;
• Подходит для строительства на поверхности с перепадами высоты до 1 метра.

Из минусов можно выделить то, что не подходит для массивных зданий.

Структура столбчатого фундамента:

Технология строительства плавающего фундамента

Мы подробно разобрали какие виды плавающего фундамента бывают, какие имеют преимущества и недостатки, из чего состоят. Теперь давайте пошагово разберем этапы строительства плавающего фундамента для дома.

Вы имеете готовый проект здания, значит пора приступать. Проведите разведку местности, выясните на какой глубине находятся грунтовые воды. Место, где будет стоять дом, не должно иметь резкого перепада высот. Как вам уже известно, плавающий фундамент подходит для большинства неблагоприятных грунтов, кроме глинистой почвы в случае с ленточным.

Пошаговая инструкция строительства плавающего фундамента:

1. Проведите разметку. Для этого понадобятся шнур, уровень, рулетка и прямоугольный треугольник из деревянных реек с катетами 30х40 см. Наметьте один из углов, установите там колышек и треугольник. По одной стороне треугольника отмеряйте ширину, а по второй длину дома, вбейте 2 и 3-й колышки. Определите осевые линии, вставьте 4-й колышек. Проверить правильность разметки можно рулеткой: обе диагонали должны быть одинаковой длины, допускается разница не более 2 см.
2. В зависимости от того, какой тип фундамента был выбран, вы роете котлован необходимой глубины, разравниваете и трамбуете дно.
3. По углам проложите дренажные трубы с уклоном, чтобы избежать насыщения почвы влагой.
4. Проложите коммуникации: канализацию, водопровод.
5. По всей поверхности котлована проведите укладку геотекстиля, оставив выпуск от плиты не менее 1 метра.
6. Укладка подушки из песка. Песок нужно класть слоями, плотно трамбуя каждый из них. Оптимальная толщина песчаной подушки — это 20 см, но допускается и меньшее значение — минимум 10 см.
7. Подушка из щебня. Используйте щебень фракции 20-40. Насыпьте один слой, утрамбуйте, после засыпайте следующий. Итоговая толщина должна быть 10-20 см. Важно заметить, что слой щебня необходим, если грунтовые воды на вашем участке находятся выше 1,5 метра, в остальных случаях он не обязателен.
8. «Подбетонка». Собирается опалубка, после на слой щебня укладывается «подбетонка» — слой бетона толщиной 5-7 см. Для этого подойдет бетон B 15.
9. После застывания бетона вся поверхность покрывается гидроизоляцией: рулонной или обмазочной. Предварительно необходимо устранить все неровности «подбетонки», чтобы гидроизоляция не повредилась.
10. Укладка утеплителя из полистирола слоем в 10 см.
11. Начните сборку арматурной решетки из арматуры диаметром 10-12 мм с ячейками размером не больше, чем 30х30 см, в идеале 20-25. Шаг сетки возле несущих стен делается меньше, чем на остальном каркасе, чтобы добиться большей прочности. Для более тяжелых зданий используется арматура 16 мм.
12. Установите опалубку из пенополистирола — это послужит еще и как теплоизоляция торца, залейте плиту бетоном B В классическом варианте — это 40-45 см. Но так как мы установили утеплитель, то толщина плавающей плиты в итоге получится 35 см. Заливка осуществляется за один подход. Если нет возможности сделать все сразу, то необходимо заливать бетон равномерными горизонтальными слоями. Категорически запрещено проводить заливку отдельных секторов плиты, так как впоследствии из-за этого возникнут трещины. Рекомендуется обработать гидроизоляцией торцы, чтобы добиться максимального срока эксплуатации.

После высыхания плавающий фундамент готов. По технологии бетон полностью высыхает за 28 суток при температуре 5-10°С. Бетон необходимо смачивать водой каждые 4 часа, чтобы избежать трещин, особенно в жаркую погоду. На второй день смочите 3 раза, а на 3-й утром и вечером.

Как видите, если все учесть и подойти к строительству плавающего фундамента со знанием дела, то его возможно сделать своими руками вместе с 2-3 помощниками. Если вы не уверены в своих силах, то лучше обратиться к профессионалам, ведь лучше один раз заплатить, чем очень долго сожалеть.

Источник