Тонкости расчета фундаментной плиты

Процесс изучения основных характеристик почвы

Отбор почвы для анализа

Перед проведением расчетов любого из типов фундамента, для начала необходимо определить базовые характеристики основания на местности под будущее здание или сооружение. Главные показатели, значения которых влияют на расчет фундамента следующие:

• Показатель водонасыщенности;
• Несущая способность грунта.

Для строительства крупного объекта, перед проведением этапа разработки всего комплекса проектной документации, нужно дополнительно провести процедуру геологических изысканий. Данное обследование включает в себя операции:

1. Бурение в грунте скважин;
2. Проведение лабораторных исследований с грунтом.

В результате заказчик получается разработанный отчет, в котором помечают все особенности и основные характеристики грунта. Однако проведение полного комплекса геологических изысканий грунта обходится застройщикам довольно дорого. Именно по этой причине для проектирования частных домов скважины не бурят, этап изучения грунта проводят с применением шурфов.

Что такое шурфы и для чего они нужны?

Отрывка шурфа

Отрывка шурфов необходима для изучения состава грунта. Шурфы представляют собой ямы, которые выкапываются строителями вручную. Для этого с помощью лопаты откапывается шурф, который должен на 50 см быть глубже, чем будут располагаться подошвы основания. Состав почвы в свою очередь изучается по полученному срезу.

Благодаря шурфам определяется примерный тип несущего слоя на участке строительства, а также соотношение грунта и воды в нем.

Если по итогам обследования грунт перенасыщен водой, то частные дома строят либо на плите, либо опорах из свай.

Простой пример: для многоэтажных домов нормой считается бурение 5 скважин на каждые 100 м2 площади будущего здания.Располагаются скважины точно под пятном будущей застройки, которая описана на генплане.

Как только с монолитным основанием определились, останется выяснить только оптимальные удельные значения давления на грунт. Эта информация берется из таблицы в соответствующем разделе СНиПа.

Глубина размещения

Как плавило, плиточная основа будущего дома закладывает на небольшой глубине. Если строительство не предполагает создания подвала или подземного этажа, плиту нужно заливать вровень с поверхностью земли.

При создании подвала или подземного этажа, глубина размещения плиты определяется размерами этого помещения и его высотой.

Глубина котлована определяется самостоятельно и выполняется достаточно просто. Для этого потребуется самостоятельно подсчитать количество слоев:

1. Слой геотекстиля, размещаемый первым ярусом при проведении строительства на илистых грунтах, в ином случае такой слой не требуется.
2. Песчаная подушка.
3. Слой бетонного основания, формирующий ровную поверхность для укладки геотектиля, может не укладываться в случае, когда выполняется строительство небольших по площади жилых домов.
4. Слой гидроизоляции в два слоя, поперек и вдоль.

Все расчеты лучше всего произвести перед началом проведения строительства. Это упростит успешное выполнение всех этапов дальнейших работ.

Правила выбора материала

От типа арматуры и качества сборки армирующего каркаса напрямую зависит срок службы плитного основания. В задачи инженера при проектировании фундамента входит выбор материала арматуры, а также ее типа и размера сечения. Между стальными и композитными прутьями эксперты советуют делать выбор в пользу первых изделий, поскольку технология их использования достаточно изучена и проверена временем.

Композитные аналоги начали использовать при закладке плитных фундаментов не так давно, при этом производители гарантируют высокие прочностные характеристики изделий, несмотря на их легкий вес. Особого внимания заслуживает стеклопластиковая арматура с поперечными надсечками, прочность которой, согласно заявленным качествам, в 10 раз превышает стальные стержни.

Металл

Основные преимущества стали доказаны временем, поэтому большинство строителей отдают предпочтение этому варианту. Качество металлопроката регламентируется правилами ГОСТ 5781-82.

По типу поверхности металлическая арматура делится на такие типы:

1. Рифленые прутки – за счет наличия выпуклых элементов, расположенных под углом, поверхность металла надежно схватывается с бетоном.
2. Гладкие прутки – изделия имеют одинаково круглое сечение по всей длине.

По способу изготовления арматура может быть напрягаемой и ненапрягаемой. В первом случае в процессе изготовлены арматуру подвергают предварительному растяжению. Это позволяет частично или полностью устранить растягивающее напряжение от нагрузки.

При проектировании основания сооружения уточняют состав и класс стали. Так, рифленую ненапрягаемую арматуру класса Alll используют в качестве продольных элементов каркаса. При монтаже силовой конструкции напрягаемую гладкую арматуру класса Al применяют в качестве поперечных и П-образных конструктивных элементов.

Помимо класса, учитывают марку арматуры, которая может быть от С1 до С8. Увеличение марки свидетельствует о росте прочностных характеристик за счет добавления легирующих компонентов в состав стали.

Диаметр прутков выбирают, исходя из проектных нагрузок:

• от 10 до 12 мм – при проектировании каркасно-щитовых, деревянных сооружений и домов из пенобетона;
• от 14 до 16 мм – при возведении тяжеловесных конструкций.

Композит

Композитный материал состоит из волокон различного происхождения, которые связаны в одну структуру за счет полимерной пропитки.

По типу задействованного сырья арматура для фундамента может быть таких типов:

• стекловолоконной;
• базальтопластиковой;
• углеводородной;
• арамидной и т.д.

Поверхность композитной арматуры может быть двух типов:

• условно гладкой – с нанесением мелкозернистого кварцевого песка;
• периодической – с обмоткой стержня полимерным канатам с последующим покрытием термореактивной смолой.

Фундаменты гаражей: расчет толщины плиты

В некоторых случаях при возведении конструкции используется фундамент-плита, расчет толщины которой необходимо проводить отдельно. Монолитное основание в виде большой однородной площадки является надежным вариантом даже для возведения довольно тяжелых и высоких зданий. Конечно, затраты на его создание могут оказаться большими, но в итоге можно получить устойчивый и надежный фундамент. С чего стоит начать?

Монолитная площадка

В большинстве случаев для постройки бань, загородных домов, сараев используют ленточный фундамент и бетонную стяжку. Их применение позволяет использовать минимум материала для создания устойчивого основания. Из-за этого ленточная конструкция применяется довольно часто.

Вторым типом фундамента является монолит. Однородное основание, сделанное из бетона и арматуры, не имеет стыков и заполняет всю площадь будущей постройки. Ее создание обойдется дороже, но общее время выполнения будет быстрее.

Кроме того, существует два пути формирования монолитного покрытия — заливка и укладка.

Пример хорошего и быстрого фундамента — уложенные железобетонные плиты. Одна или несколько плит привозятся на место стройки и укладываются в подготовленную яму.

Основные минусы этого варианта — это сложность транспортировки больших железобетонных плит и стоимость аренды оборудования для этого. Кроме того, определенное время может занять расчет толщины необходимой плиты.

Но если время поджимает, то это самый верный вариант. Не понадобится проводить расчет арматуры и других дополнительных элементов.

Чтобы не заниматься изнурительной перевозкой огромных плит, можно просто залить всю площадь бетонным раствором, предварительно собрав железный каркас. Однородное основание является более прочным, что позволит не тратить напрасно дополнительные материалы.

Ручной расчет

Рассчитать толщину монолитной конструкции можно по формуле: S>γn*F/(γc*R0), где:

• S — общая площадь рабочей площадки (она должна быть больше чем усилие, которое оказывается на фундамент);
• γn — коэффициент надежности, который равен 1,2;
• F — масса усилий, которая будет приходиться на фундамент (берется из расчета общей массы будущей постройки);
• R0 — показатель сопротивления почвы под рабочей площадью (выбирается из справочника).

Для расчета количества арматуры нужно взять ширину плиты (B) и разделить ее на шаг в метрах (0,2) а потом добавить один прут: n=B/0,2+1. Если длина площадки отличается от ширины, то в предыдущей формуле заменяем B на значение длины и получаем количество армированного материала по длине.

https://www.youtube.com/watch?v=pJkLoqCvt1Y

Если длина и ширина одинаковые, то полученный результат из первой формулы умножаем на 2 и получаем количество прутов для одного слоя сетки. В случае с монолитными конструкциями еще раз умножаем на 2, поскольку требуется минимум 2 слоя.

Защитные слои

В большинстве случаев прибегают именно ко второму, более длительному варианту. Он отнимает большое количество времени, но позволяет собственноручно спроектировать все детали и сэкономить на использовании спецтехники. Перед началом всех работ стоит взглянуть на чертеж будущей постройки и рассчитать ее примерную нагрузку на фундамент.

В зависимости от полученных цифр нужно произвести расчет толщины будущего основания. Это можно сделать, используя специальный калькулятор. Кроме того, для создания монолитной плиты потребуется выполнить и расчет арматуры, который включает в себя количество деталей и их толщину.

Все это позволит основательно подготовиться к выполнению последующих работ.

Стандартное значение толщины плитного фундамента составляет от 20 до 60 см. Плита должна формироваться на определенном углублении выкопанной ямы.

После того как расчет толщины будущей монолитной плиты закончен, нужно подготовить специальную подушку из гравия и песка.

Сперва укладывается примерно 10-15-сантиметровый слой гравия. Его нужно аккуратно разровнять и утрамбовать. Поверх гравия насыпается примерно столько же песка. Поверх полученной подушки нужно уложить 1-2 слоя гидроизоляции.

Такая мера позволит сохранить влажность плиты и предотвратит преждевременное разрушение фундамента. Только после всех этих процедур можно начинать заливку площадки и ее армирование.

Онлайн калькулятор фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость плитного фундамента, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Видео описание

Пример полноценного расчета фундаментной плиты для дома на видео:

Виды плитного фундамента

Существует два вида фундамента-плиты по технологии исполнения: сборная и монолитная.

• для тяжелых сооружений на насыпных почвах с заглублением до материкового грунта;
• строительство на смешанных грунтах, имеющих разные несущие свойства;
• для обустройства подвального помещения в условиях высокого уровня грунтовых вод.

По профилю различают три варианта фундамента:

• Сплошная плита. Дом без цоколя, когда поверхность плиты служит черновым полом первого этажа (например, шведская плита). Может быть как монолитной, так и сборной.
• Ребристая плита. В нижней части присутствуют ребра жесткости. Если это монолитная технология, то для них роют дополнительные траншеи, а опалубку и армирование объединяют с общей частью. Если это сборная технология, то используют ребристые готовые плиты для фундамента.

Дополнительные ребра жесткости сделают конструкцию более надежной даже при небольшой толщине основной части фундаментаИсточник vamnapolzu.ru

Коробчатый фундамент. Дом с цоколем на плите и бетонным перекрытием первого этажа. Плита и цоколь могут иметь монолитную технологию, сборную или комбинированную.

Структура по слоям

Так выглядит максимально полная структура монолитной плиты в качестве основания домаИсточник pinterest.ru

Стандартный «пирог» полного профиля имеет следующий вид:

• выровненный и утрамбованный «материковый» грунт;
• разделительная геомембрана (желательна, но не обязательна);
• подушка из песка (или из двух слоев – песка и щебня)
• подбетонок;
• гидроизоляция;
• листовой утеплитель;
•  плита основания.

В Европе и у нас в последнее время набирает популярность модификация фундамента, который называется «шведская плита». Особенность в том, что теплый водяной пол закладывают не в стяжке, а в самой плите.

Шведская плита фундамента под частный дом с теплым поломИсточник pinterest.com

Дренаж и гидроизоляция

Основная причина намокания грунта и потери его несущих свойств заключается не в грунтовых водах, которые залегают гораздо глубже подошвы мелкозаглубленного фундамента, а в верховодке. Сюда входят осадки, сезонное таяние снега, а также инфильтрация воды от близко стоящих водоемов, если их «зеркало» находится на одном уровне с плитой. В меньшей мере, но также оказывает влияние капиллярный подъем воды в некоторых видах грунта.

Характер дренажных мероприятий зависит от особенностей региона и участка. Если дом стоит на склоне, то возможна закладка отсекающего дренажа. На ровных участках можно обустроить комплексную ливневую канализацию, включающую отвод воды с площадок и дорожек за пределы участка. Но в любом случае ниже уровня бетонной плиты фундамента по периметру отмостки закладывают дренажные трубы, которые с небольшим уклоном сводят в дренажный колодец.

Укладка дренажной трубыИсточник katlavan.ru

Гидроизоляция носит комплексный характер. Если кратко сформулировать суть технологии, то она заключается в том, что плиту буквально заворачивают в два слоя рулонной изоляции. А полный перечень работ выглядит так:

1. После проведения нулевого цикла и засыпки песчано-гравийной подушки на выровненной площадке стелют два слоя из полотен рулонной битумной изоляции.
2. Все листы укладывают внахлест, а верхний слой относительно нижнего сдвигают на ширину в половину листа.
3. По всему периметру рулонная гидроизоляция должна быть уложена с запасом, достаточным, чтобы загнуть края к торцу плиты.
4. После заливки и созревания бетона, выступающие края гидроизоляции приклеивают битумом к торцу основания.
5. Проводят гидроизоляционные работы по защите верхней и боковых поверхностей фундамента

Видео описание

Наглядно все этапы работ на видео:

 И в заключение. Что бы ни писали о возможности обустройства своими руками монолитного фундамента-плиты, его технология строительства предполагает даже для небольшого дома значительный объем бетонирования с непрерывным циклом заливки. А при толщине фундамента 25 см и скромных размерах дома 10х10 м – это 25 м3 бетона. И это без учета слоя подбетонка. Плюс надо:

• провести нулевой цикл;
• сделать дренаж;
• завезти, разровнять и утрамбовать для подушки не менее 30 м3 песка и щебня;
• грамотно провести гидроизоляцию плиты;
• смонтировать опалубку;
• связать две сетки армирующего каркаса.

Такой проект фундамента для дома качественно может выполнить только бригада профессионаловИсточник loghouse.msk.ru

Особенности плитных фундаментов

К явным преимуществам плитных фундаментов (о плюсах и минусах плитного фундамента) можно отнести следующее:

• простота конструкции;
• высокая степень долговечности: железобетонный монолит может простоять более сотни лет без разрушительных изменений;
• способность быстро перемещаться в ответ на подвижки грунтов, сохраняя при этом устойчивость надземной части строения и пр.

К основным недостаткам плитного фундамента можно отнести его высокую стоимость. Кроме того, с момента его возведения и до начала строительства здания или сооружения должно пройти достаточно много времени – пока бетон не достигнет технологически оправданного показателя прочности.

Еще один минус – для выполнения работ по заливке бетона необходимы определенные погодные условия.

Несмотря на довольно обширный перечень недостатков, плитный фундамент является едва ли не самым надежным. Но данное утверждение справедливо лишь при одном условии — если правильно произведен расчет толщины плиты фундамента.

Расчет фундаментной плиты

Фундамент, выполненный в виде монолитной плиты (фундаментной плиты), является самым дорогостоящим из всех видов оснований. Но несмотря на высокую цену, обусловленную значительными расходами на бетонную смесь и изоляционные материалы, это тип конструкции является одним из наиболее популярных среди частных застройщиков. Монолитный фундамент обладает самыми высокими эксплуатационными показателями, подходит для сложных грунтов, ему не страшен высокий уровень подземных вод, силы морозного пучения и он способен выдержать нагрузки от домов из тяжелых строительных блоков.

Правильный расчет фундамента напрямую влияет на долговечность вашего сооружения, поэтому важно использовать только проверенные программы расчета. Наш сервис использует только актуальные нормативные и справочные данны, алгоритм работы ведется на основании положении СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» и ГОСТ Р 52086-2003 «Опалубка

Термины и определения»

Наш калькулятор расчета плиты фундамента поможет рассчитать необходимое количество материалов и расходы при будущем строительстве – быстро, просто и точно!

Последовательность закладки основания

Процесс делят на технологические этапы и в работе соблюдают их последовательность:

Размечают территорию согласно габаритам выстраиваемой конструкции. Внутри размеченного участка роется котлован и траншея под ленточный фундамент.Для одноэтажных и легковесных каркасных домов выбирают мелкозаглубленное основание, которое опускают в землю на 50 – 70 см.
Вес двухэтажных и массивных конструкций должен удерживать заглубленный фундамент. Глубина основания, в этом случае, прокладывается ниже линии промерзания почвы.

На дне траншеи устраивают песчано-щебневую подушку и трамбуют ее виброплитой.
Выстилают слой гидроизоляции, функцию которой может выполнить плотный полиэтилен.
Следующим этапом внутри траншеи возводят щитовую опалубку по периметру конструкции и устраивают в ней арматурную сетку. Когда подготовительные работы для строительства ленты будут закончены, заливают пространство бетонным раствором. Возводить монолитную плиту можно только после полного высыхания железобетонной ленты. Период полного затвердевания занимает месяц.
Во внутреннем пространстве между лентой снимают плодородный слой на глубину до 30 см

Принципиально важно обеспечить плоское дно, на котором будет выстроен фундамент. Уровневые перепады нужно исключить, досыпая грунт и утрамбовывая виброплитой.
Уплотненный земляной массив устилают слоем полипропиленового геотекстиля

Это сверхпрочный материал, который предотвратит взаимодействие грунта с основанием.
Сверху устраивают песчано-гравийную подушку толщиной 20 см. Высыпают материал слоями, каждый раз увлажняя и утрамбовывая их.
Перед устройством инженерных коммуникаций на дне котлована сверху щебневой подушки выстилают слой гидроизоляции для плиты. Полиэтилен кладут внахлест, сплавляя стыки газовой горелкой.
Строят обрешетку из рифленой арматуры диаметром до 16 мм. Чем сильнее нагрузка на дом, тем больше должно быть сечение прута. Необходимо собрать две горизонтальные сетки методом вязки. Стоит учесть, что обрешетка не должна соприкасаться с песчано-щебневой подушкой. Для этого можно использовать деревянные брусья или любые блоки.
По периметру будущего основания выстраивают опалубку. С внешней стороны устанавливают подпорки в один или два ряда с шагом приблизительно 0,6 м.
Перед бетонированием монолитного основания необходимо установить желоба по периметру рабочего участка, по которым будет стекать раствор.Иначе при падении с высоты более 1,5 м структура бетонной смеси расслаивается, а застывшее перекрытие потеряет необходимую жесткость и надежность.
Для выбранного типа основания понадобится большое количество бетона хорошего качества. Замешивание раствора в таком количестве своими силами – трудоемкий процесс. А заливка площадки для монолитной плиты должна осуществляться одним этапом.
Поэтому строители чаще закупают готовый бетон, который привозится на участок в спецтранспорте – автобетоносмесителе.

Когда строительство ведется в жаркую погоду, имеет смысл накрыть раствор клеенкой. Этот шаг позволит предотвратить пересыхание верхнего слоя бетона.
Важный технологический этап – удаление пузырьков воздуха с жидкой смеси. Для уплотнения раствора используют специальное строительное оборудование. Покупать его для одной стройки не целесообразно, но можно арендовать на коротки период.
Когда плита окончательно превратится в монолит, ее верхнюю часть дополнительно гидроизолируют битумной мастикой.

Расход при армировании плитного основания

Потребность в материале определяется исходя из площади основания и выбранного шага. Например, если площадь плиты 8 на 8 метров, а стандартный размер ячейки 20х20 см, то необходимо использовать:

8/0,2+1=41 пр по 8 м.

Для изготовления сетки добавляют столько же поперечных стержней – 41 шт.

Если каркас состоит из двух поясов, то рассчитанное количество прутков необходимо увеличить в два раза:

82×2=164 шт.

Таким образом, для изготовления конструкции в соответствии с проектными условиями всего понадобится 164 стержня арматуры. Учитывая стандартный размер стальной арматуры – 6, узнают общую потребность в материале:

164×6=984 м.

Чтобы посчитать количество материала на вертикальные перемычки, необходимо знать число точек пересечения продольных и поперечных элементов:

41×41=1681 шт.

Чтобы узнать, какая нужна длина одной вертикальной перемычки, необходимо знать высоту плиты и необходимый запас бетона. Например, толщина плиты – 20 см, а минимальное расстояние от ее грани армокаркаса составляет 5 см. Тогда длина одного стержня будет равной:

25-5-5=10 см=0,1 м.

Тогда общая потребность в арматуре на вертикальные перемычки составит:

1681×0,1=168,1 м.

Общий расчет стоимости монолитного фундамента

Можно примерно рассчитать общие расходы на монолитный фундамент:

1. На разработку 10 соток под фундамент, учитывая работы экскаватора, потребуется примерно 750 рублей.
2. На зачистку в режиме ручного труда – 500 рублей.
3. На засыпку и утрамбовку -500.
4. С использованием механизированного оборудования для утрамбовки -71,5 тыс.
5. За укладку и подготовку сетки -98 тыс.
6. За оклейку слоя гидроизоляции и сварку швов -700 рублей.
7. Цементно-песчаная стяжка – 91 тысяча.
8. Работы по формированию монолитного фундамента, сборку и разборку деревянной опалубки – 535 тыс.
9. Стоимость арматурных штырей – 22 тыс.+14 тыс.
10. За обустройство подвального помещения – 430 тыс.
11. Работы по утеплению – 104 тыс.

Из простого арифметического действия можно понять, что приблизительно за полный комплект всех работ придется заплатить около 2,8 млн. рублей. Но эта сумма окупится, учитывая то, что не нужно будет ежегодно проводить коррекцию фундамента из-за его передвижения.