Как выполнить правильный расчет плитного фундамента?

Монолитный фундамент в виде плиты создается для строительства самого разного рода зданий, в том числе многоэтажных, поскольку обладает повышенной прочностью, устойчивостью к агрессивным условиям, в том числе погодным, и давление на грунт происходит равномерно. Однако нужно помнить про один из важных параметров, соблюсти который для качественной заливки требует фундамент-плита – расчет толщины. Он должен быть произведен с учетом ряда особенностей будущего строения и его месторасположения.

Плитный фундамент и его актуальность

Фундамент «Плита» – оптимальное решение в ситуации со слабым или пучинистым грунтом. Конструкция его достаточно простая, но вместе с тем и эффективная. Основные его элементы это подушка на основе щебня и песчаного слоя с его обязательной трамбовкой, армирующая конструкция и непосредственно сама плита. Для арматуры используют стальную проволоку, толщина которой составляет около 10-14 мм при размерах клетки порядка 20-30 мм. Сечение меньшего размера выбирать не стоит, поскольку это негативно скажется на прочности основания. Что до большего диаметра, то использование такой арматуры нецелесообразно с экономической точки зрения.

Заливаемый бетон должен в обязательном порядке соответствовать таким характеристикам:

  • Марка от В22,5 (М-300) и выше, отличные прочностные данные (Марки бетона для фундамента);
  • Коэффициент непроницаемости воды W8 и выше;
  • Показатели морозостойкости порядка F200 или более;
  • Параметры подвижности на уровне П-3.

Достаточно часто можно встретить варианты, когда фундамент подобного формата изготавливают из готовых плит на ж/б основе, встретить которые можно в панельном строительстве. Подобное решение весьма двузначное – с одной стороны, для подобного материала характерны отличные прочностные данные, а работа по укладке отнимает на порядок меньше времени, нежели заливка нового основания. С другой же, монтаж невозможно провести без задействования спецтехники, что влечёт дополнительные траты, да и стоимость изделий более чем существенная. Здесь важно грамотно рассчитать свой бюджет, приобретя, по возможности, блоки, уже бывшие в использовании.

Область применения и виды

Монолитная плита под дом относится к плавающим незаглубленным фундаментам, бывает также мелкого заложения. Название свое получила из-за того, что железо-бетонная основа заливается под всю площадь дома, образуя большую плиту.

Обязательным условием является наличие песчано-гравийной подушки, которая перераспределяет нагрузку от дома на грунт, и служит демпфером при морозном пучении. Часто такой фундамент — единственное возможное решение. Например, на нестабильных, сыпучих грунтах или на глинах с большой глубиной промерзания.

Классическая утепленная плита фундамента под дом

Конструкция фундамента монолитная плита несложная и надежная, но для ее изготовления требуется большое количество арматуры и большие объемы бетона высокой марки (не ниже B30), ведь армируется и бетонируется вся площадь, занимаемая зданием, да еще с запасом — для большей стабильности. Потому такой фундамент считается дорогим. В принципе, это так, но надо считать. В некоторых случаях его стоимость ниже, чем ленточного глубокого заложения — за счет меньшего объема земельных работ и меньшего количества бетона.

Глубина заложения монолитной плиты определяется в зависимости от массы дома и типа грунтов. При малом заглублении на пучинистых грунтах зимой дом вместе с основанием может подниматься и опускаться. При правильном расчете армирования и толщины плиты на целостность здания это не влияет. Плита компенсирует все изменения за счет силы упругости. По весне, после того как грунт растает,  дом «садиться» на место.

Есть четыре типа плитного фундамента:

Область применения и виды
Область применения и виды
Область применения и виды
Область применения и виды

Рекомендуем: Ленточный фундамент: типы и особенности Какой фундамент под двухэтажный дом лучше, расчёт глубины и его толщина Марка бетона для фундамента частного дома Бетон марки M200: пропорции, состав, замес Рассчитать ленточный фундамент своими руками ОСБ (OSB) плита: стандартные размеры, технические характеристики Монолитный ленточный фундамент для дома Какой глубины должен быть фундамент Фундамент из блоков ФБС своими руками

Область применения и виды
Область применения и виды
Область применения и виды
Область применения и виды

Что необходимо принять во внимание при вычислениях?

При определении толщины следует ориентироваться на следующие факторы:

  • вид и характер грунта, на котором будет возведено здание;
  • глубина заложения;
  • степень нагрузки, которая будет ложиться на бетонное основание в процессе строительства и эксплуатации (зависит от этажности дома, его назначения, планировки и т.д.).
Что необходимо принять во внимание при вычислениях?

Важно! Стоимость такого вида основания достаточно недешева, поэтому, делая расчет плиты фундамента, стоит обратить внимание не только на надежность, но и на объем затрат на материалы и заливку.

Самым простым способом подсчета толщины самой плиты является сложение нескольких значений:

  1. Расстояние между сетками из арматуры, используемой для усиления бетона. Оно должно составлять порядка 10 см и выше.
  2. Толщина бетона, заложенного под нижней сеткой, и бетона, залитого над верхним слоем арматуры: она составит минимум по 5 см для каждого уровня, что в сумме будет равно 10 см.
  3. Диаметр самой арматуры: обычно используются стержни 1,2 см.
Что необходимо принять во внимание при вычислениях?

Таким образом, расчет плитного фундамента показывает, что толщина будет составлять 22,4 см. Обычно плиту заливают от 20 до 30 см, в зависимости от нагрузок, грунта, климата и других факторов. Чаще всего это значение составляет 25 см, однако при неравномерном или сложном грунте лучше увеличить его, чтобы фундамент был прочным.

Плитный фундамент: расчет общей толщины

Кроме самой плиты из железобетона, нужно принимать во внимание и дренажный слой с подушкой из песка, которые закладываются внизу. Перед заливкой требуется вырыть котлован в полметра глубиной, где будет выложено около 20 см щебня и 30 см песчаного слоя. При сложении этих значений с параметрами плиты выясняется, что плитный фундамент будет составлять от 70 см по высоте и больше, в зависимости от того, каким будет вес самого строения.

Что необходимо принять во внимание при вычислениях?

Инструкция для калькулятора расчета плитного фундамента

Укажите необходимый масштаб чертежей.

Читайте также:  Свайно ростверковый фундамент плюсы и минусы

Заполните размеры в миллиметрах:

X – Ширина фундамента определяется шириной Вашего дома, с учетом несущей способности грунта.

Y – Длина фундамента, как и предыдущий параметр зависит от габаритов дома.

Плитный фундамент предполагает подготовку основания – рытье котлована глубиной примерно до 500 мм (для кирпичных сооружений, для более легких построек меньше) с последующей подсыпкой песка – слоем около 300 мм и щебня ≈200 мм. Материалы для обустройства гравийно-песчаной подушки необходимо учитывать дополнительно. Объём работ по рытью траншеи или котлована Вы можете оценить при помощи нашего калькулятора. Поверх песчаной подсыпки обязательно нужно устроить гидроизоляцию, поскольку без нее вода из бетонного раствора уйдет в песок, что значительно снизит прочность плиты.

Параметры арматуры:

Z – Длина ячейки, т.е. расстояние между продольными рядами арматуры. В железобетонных и плитах согласно СП «Бетонные и железобетонные конструкции» (Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003) величина Z выбирается порядка 200 мм – при высоте поперечного сечения H <= 150 мм, при значении H > 150 мм – Z ≈ 400 мм.

W – Ширина ячейки между поперечными рядами принимается – от 75 до 400 мм.

R – Число рядов арматуры. Классическая схема армирования предполагает установку двух рядов арматуры, при этом нижний ряд арматуры работает на растяжение, верхний – на сжатие. Полезные рекомендации касаемо расчета армирования можно почерпнуть из СП

Вес 1 м арматуры зависит от ее диаметра. Примерный вес одного метра популярных диаметров железной арматуры приведен в таблице.

Диаметр

арматуры, мм

Вес 1 погонного метра арматуры, кг
6 0,222
8 0,395
10 0,617
12 0,888
14 1,21
16 1,58
18 2
20 2,47
22 2,98
25 3,85
28 4,83
32 6,31

Параметры опалубки:

Доска в толщину для сборки опалубки принимается от 25 мм до 50 мм.

Доска в длину. Этот параметр обычно выбирается порядка 4000-6000 мм, в зависимости от выгодности цены на доску для опалубки.

Доска в ширину. Для изготовления опалубки используют обрезную доску шириной 100-200 мм.

Важно покрыть собранную опалубку изнутри полиэтиленовой пленкой, это исключит протечку бетона и даст возможность повторно использовать доски в строительных целях.

Параметры состава бетона:

Масса мешка, кг – здесь введите, сколько весит 1 мешок цемента в килограммах.

Пропорции бетона по массе. Ориентировочное соотношение компонентов для бетонной смеси – на 1 часть цемента берется 2-3 части песка, щебень – 4-5 частей, вода — 1/2 части (смесь должна быть пластичной и не слишком жидкой). Однако в зависимости от требуемой марки бетона, используемой марки цемента, характеристик песка, щебня, использование пластификаторов или добавок пропорции могут меняться. Типовые нормы расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных, железобетонных изделий и конструкций регламентированы СНиП

Впишите цены на строительные материалы: цемент (за мешок), песок (за 1 тонну), доску (за 1 кубический метр) и арматуру (за 1 тонну).

Нажмите «Рассчитать».

Данный строительный онлайн калькулятор сделает расчет следующих параметров:

  • площадь монолитной фундаментной плиты;
  • необходимый объем бетона для заливки такого типа основания;
  • площадь опалубки (т.е. площадь боковых поверхностей);
  • нужное количество пиломатериалов для опалубки и их цену;
  • сколько нужно мешков цемента, тонн песка и щебня на возведение плитного фундамента и стоимость этих составляющих бетона для заливки;
  • также будет сделан расчет требуемого количества горизонтальных и вертикальных рядов арматуры, ее длину, вес и стоимость арматуры для фундаментной плит.

Обратите внимание, если высота плиты не кратна высоте доски, то количество досок рассчитывается с учетом перекрытия всей высоты плиты. Итоговая цена возведения плитного фундамента даст представление об уровне материальных инвестиций в основу Вашего дома и позволит принять обдуманное решение о целесообразности такого типа фундамента. Также, Вы можете выбрать оптимальное для Вас решение, просчитав параметры других видов фундамента при помощи наших калькуляторов.

Назначение подушки под ленточный фундамент

Эскиз с обозначением местонахождения песчаной подушки

Возведение каждого здания начинается с устройства фундамента.

Его главная функция – создание прочной опоры и обеспечение поддержки здания во время всего периода эксплуатации.

Для облегчения этапа заливки и придания основанию большей надежности, нужна песчаная подушка под ленточный фундамент. Ее задача − обеспечить ровную и устойчивую поверхность для устройства основания.

Функции подушки

До укладки железобетонных ленточных оснований или использования для этой цели железобетонных блоков, обычно нужна подсыпка из песка, щебня или гравия. Песчаная или гравийная подошва выполняет следующие функции:

  • выравнивает траншею под заливку основания и сглаживает возможные неровности грунта;
  • равномерно распределяет нагрузки от веса фундамента на нижние слои грунта;
  • отсекает влагу и отводит грунтовые воды от основания, предотвращая вспучивание в холодное время года.

При наличии высокого уровня вод на строительном участке, перед тем как будет сделана подушка под ленточный фундамент, дно траншеи или котлована выкладывают геотекстилем. Слой этого материала предотвратит возможное заиливание песчаного слоя.

Основные параметры ленточного фундамента

Схема отображающая параметры ленточного основания

Основания ленточного типа устраивают по периметру будущих стен конструкции (как внешних, так и внутренних) на глубину разработки почвы.

Устройство такого типа основания предусматривает два основных параметра:

Существует следующее требование к ширине – она должна быть не меньше, чем толщина стены. Но, чаще всего, этого бывает мало для того чтобы на выходе получить площадь, обеспечивающую несущую способность фундамента. Можно увеличить ширину на всю высоту фундамента, но это экономически невыгодно.

Назначение подушки под ленточный фундамент

Обратите внимание

В этом случае, углы наклона боковых стен равны 30º и 45º, где первый показатель приведен для кирпичных фундаментов, а второй – для бетонных. Такая конструкция позволяет избежать опасных растягивающих или скалывающих напряжений на боковых гранях основания.

Более того, нижняя (расширенная) часть препятствует выдвижению основания из грунта и нейтрализует влияние касательных сил пучения в мороз. Устройство основания в виде трапеции позволяет значительно снизить расходы, сокращает объем бетонной смеси и арматуры. При этом такой фундамент характеризуется хорошими несущими способностями.

Устройство подушки и материалы

Необходимые материалы для обустройства подушки ленточного фундамента

Материалами, для подготовки подушки под фундамент ленточного типа могут быть:

  • чистый песок крупной фракции, не содержащий глинистых примесей;
  • галька;
  • смесь щебня и песка;
  • бетон и железобетон.

Если выполняется устройство подушки на слабых грунтах, то нужна подсыпка из песка и щебня или песчаной гравийной смеси в следующем соотношении: 40% песка крупной фракции и 60% щебня или песка. Такой вид оснований подходит для фундаментов одноэтажных небольших домов, то есть для относительно легких строений. Подушки такого типа не требуют увлажнения и послойной утрамбовки.

Отсыпка песчаной гравийной или щебеночной смеси дает меньшую усадку после укладки, в сравнении с подушками из песка. Однако при возведении конструкций большего веса, например кирпичных домов, этап утрамбовки является обязательным.

Устройство песчаной подушки

Схема устройства песчаной подушки

Подсыпка песка в подготовленную траншею выполняется послойно, толщина каждого слоя должна быть примерно 10− 20 см. Утрамбовка также выполняется послойно.

Для равномерной утрамбовки используют площадочные вибраторы или катки.

В индивидуальном строительстве обычно применяют подручные трамбовочные средства, например, обрезок бревна с импровизированной ручкой наверху.

Как рассчитать плитный фундамент

Расход стройматериалов подсчитывается исходя из размеров строения. В учет берутся следующие материалы:

  • Песок, а также щебень, которые необходимы для подушки, рассчитываются путем умножения толщины засыпаемого слоя на площадь засыпки.
  • Количество теплоизоляции равно площади плиты.
  • Количество гидроизоляции — площадь плиты плюс ширина боковых нахлестов (около 15 см).
  • Количество бетона считается путем перемножения площади фундамента на его высоту. Дается поправка на усадку бетонного раствора.
  • Необходимое количество арматуры зависит от размера ячейки. Укладывается два арматурных пояса — верхний и нижний. Каждый из них состоит из продольных и поперечных прутьев. Кроме того, добавляется нужное количество вертикальных прутьев, которые связывают пояса между собой.
  • Если фундамент свайно-плитный, то длина свай подсчитывается индивидуально, в зависимости от того, насколько глубоко они будут уходить в грунт.
  • Проволока для вязки арматуры. В расчет берется 30 см на одну вязку. Подсчитывается количество пересечений арматуры друг с другом. Такое количество проволочных отрезков потребуется.
  • Щиты для опалубки. Они должны быть выше, чем предполагаемая высота плиты, а их суммарная длина равна периметру плиты.

Пример расчета плитного фундамента

Допустим, необходимо залить плиту размером 9 х 9 м. Количество теплоизоляции будет равно 81 кв. м. Гидроизоляции потребуется вдвое больше (так как будет 2 слоя). Плюс запас для нахлеста. Если ячейка каркаса равна 15 см, то число поперечных прутков одного пояса равно 9 м : 15 см = 60 шт. Количество продольных прутков также равно 60 шт. Всего — 120 шт. Два пояса — 240 прутков длиной 9 м. Сюда же добавляются вертикальные прутки в нужном количестве.

Проволоки потребуется такое количество: 60 х 60 = 3600 шт. по 30 см. С учетом второго пояса потребуется 7200 шт.

Чтобы подсчитать расход бетона, необходимо площадь основания (у нас 9 х 9 = 81 м) умножить на высоту плиты (например, 30 см). 81 х 0,3 м = 24,3 кубометра. Добавляем коэффициент на усадку, равный 1,02. Получаем: 24,3 х 1,02 = 24,8 кубометра.

Расчет стоимости плитного фундамента

Устройство подушки под плитный фундамент

Расчет необходимо выполнять не только для монолитной плиты, но и для подушки под нее. Самый безопасный с точки зрения профессиональных строителей – песчаный тип почвы, он менее всего подвержен деформациям.

Пучинистые, глинистые почвы с близко подходящими к поверхности земли водами сильно подвергаются не только подтоплению, но и морозному пучению. Разница в уровне расположения фундамента летом можно отличаться от аналогичного параметра весной или осенью до 15 см.

Если первоначальный расчет толщины опоры дома выполнен некорректно, то плита может и не справиться с сезонными нагрузками. Самое страшное, что может произойти – трещина основания и перекос всего здания.

Внешний вид плитной фундаментной конструкции

Устройство подушки под плитный фундамент

В чем заключается задача песчаной подушки под плитой? Она мягко распределяет вес здания и препятствует проникновению излишней влажности к плите. В среднем толщина подложки из песка составляет от 200 до 600 мм. Грунт под подушку подготавливается следующим образом:

  • технология устройства песчаного слоя предполагает использование крупнофракционного песка без мусора и посторонних включений;
  • предотвратить смешивание материала подушки с грунтом можно прокладкой геотекстиля;
  • песчаная прослойка обязательно увлажняется и уплотняется до ровного основания;
  • когда данные работы завершены, можно переходить к строительству бетонной плиты.

Плитный фундамент технология

Рассмотрим основные этапы обустройства плитного основания.

Формирование уплотняющей подушки

Технология создания плитного фундамента предусматривает обязательное обустройство подушки для уплотнения грунта. Для ее обустройства необходим песок и щебень либо галька мелких фракций. Толщина подушки, как правило, составляет 20-30 сантиметров, однако в грунтах с низкой плотностью она может увеличиваться до 45 см.

Рис 1.6: Схема уплотняющей подсыпки под фундамент

Сначала насыпается песок, который поливается водой со шланга и уплотняется ручной трамбовкой, сверху насыпается слой щебня.

Рис. 1.7: Уплотнение щебня ручной трамбовкой

Совет эксперта! Во время данного процесса происходит предварительная просадка грунта, это необходимо, чтобы просадка не произошла во время отвердевания бетона, поскольку в таком случае по плите могут пойти трещины.

Создание опалубки под заливку бетоном

Далее создается опалубка под фундаментную плиту. Делается она из обрезных досок толщиною свыше 3 см. Доски сбиваются гвоздями в щиты, соединенные деревянные брусками. Щиты размещаются по периметру фундамента и закрепляются откосами. Для увеличения прочности опалубки снаружи, помимо откосов, может выполнятся дополнительная подсыпка грунтом. Внутренняя сторона опалубки покрывается клеенкой во избежание просачивания бетона сквозь щели.

Рис. 1.8: Опалубка под заливку бетоном

Рис. 1.9: Опалубка плитного фундамента

Обустройство «подбетонки»

После опалубки создается «подбетонка» — по периметру плиты простилается слой геотекстиля, поверх которого заливается тонкий шар бетона М100 (толщиною до двух сантиметров). После отвердевания бетон пропитывается гидроизоляционной смесью (соотношение состава 6 к 4: дизтопливо — битум).

Совет эксперта! Подбетонка необходима для обеспечения ровной гидрофобной поверхности, которая не будет впитывать влагу и бетонное молочко из основной бетонной плиты.

Рис. 2.0: Подбетонка под фундаментною плиту

Создание арматурного каркаса

Далее делается арматурный каркас состоящий из верхнего и нижнего контура. В качестве вертикальных прутьев каркаса используется горячекатная рифленая арматура А3. Ее диаметр зависит от общей толщины фундаментной плиты (соотношение 1 к 20 — для плиты толщиною 200 см используется арматура диаметром 10 мм, для толщины 300 мм — 16 мм, и т.д.)

Рис 2.1: Схема арматурного каркаса для монолитной бетонной плиты

Шаг прутьев в арматурном каркасе — 20-25 сантиметров, верхний и нижний контуры соединяются перемычками из арматурных прутьев А1. Минимальное расстояние между контурами — 7 см, сам каркас должен быть утоплен в бетонную плиту на 5 см. Чтобы поднять каркас над нижним краем плиты используются специальные подставки типа «грибок».

Рис. 2.2: Подставки под арматурный каркас

Горизонтальные прутья и вертикальные перемычки соединяются посредством стальной вязальной проволоки диаметром 2 мм.

Совет эксперта! Использование сварки для соединения арматуры противопоказано, так как при жестком соединении конструкция теряет эластичность.

Рис. 2.3: Соединения арматурного каркаса

Заливка бетонной плиты

Заливка бетона выполняется одномоментно (с использованием готового промышленного бетона, закупленного в необходимом количестве). После заливки бетон уплотняется глубинным вибратором, в случае отсутствия оного — штыкуется арматурным прутом.

Рис. 2.4: Заливка монолитной плиты бетоном

Уход за бетоном после заливки

По завершению заливки бетон необходимо укрыть ветошью, которая смачивается из шланга с распылителем и накрывается клеенкой.

Совет эксперта! Нельзя допускать пересыхания бетона, для этого каждый день необходимо поднимать пленку и увлажнять ветошь водой.

Проектную прочность плита набирается в течении 28-30 дней, по истечению которых можно продолжать строительство.

Пример расчета толщины и объема плитного фундамента.

Расчет плитного фундамента выполняют для определения количества бетона, необходимого для его заливки. Для этого площадь подошвы следует умножить на ее толщину (высоту).

Проще всего разобраться с расчетом на конкретном примере, который можно использовать для других случаев, поменяв соответствующие цифры. Допустим, будет возводиться дом размером 10×10 метров и монолитный плитный фундамент, толщина которого составляет 0,25 м. Объем плиты в данном случае составит 25 кубических метров (10×10х0,25). Столько же бетона потребуется для заливки фундамента. Необходимо учесть и установку ребер жесткости, служащих для повышения устойчивости к деформациям. Они располагаются с шагом в три метра вдоль и поперек плиты, создавая в ней квадраты.

Для расчета плитного фундамента следует определиться с длиной и высотой ребер жесткости. Первый показатель устанавливается в соответствии с длиной каждой стороны основания и в рассматриваемом примере составляет 10 метров. Всего потребуется 8 ребер, поэтому общая длина составит 80 метров.

Поперечное сечение выполняется в форме трапеции или прямоугольника. По стандарту, ширина ребра должна составлять 0,8 от высоты. Для прямоугольных ребер общий объем составит 0,25×0,8×80 = 16 кубометров. У трапециевидных ребер нижнее основание равно 1,5 толщины фундамента, верхнее – 0,8. В рассматриваемом примере площадь трапециевидного поперечного сечения будет равна (0,8+1,5)/2×0,25=0,15 квадратных метров, а объем всех ребер составит 0,15×80=12 кубических метров.

Из рассмотренного примера видно, что для заливки монолитного плитного фундамента толщиной 25 см и размером 10×10 метров потребуется 25 кубических метров бетона. Эту величину совсем несложно рассчитать самостоятельно, чтобы определиться с затратами, которые потребуются для обустройства фундамента.

Толщина плитного фундамента – очень важный показатель, обеспечивающий его прочность и надежность. Она зависит от многих факторов и может изменяться на разных грунтах или для разных построек. Поэтому, чтобы возвести действительно крепкий дом, необходимо с повышенным вниманием отнестись к расчету толщины его плитного основания.

Расчет высоты фундамента

Целью расчета толщины плитного фундамента являются:

  • Определение размеров опорной плиты.
  • Вычисление нагрузок на дно котлована.
  • Подсчет необходимых материалов.
Расчет высоты фундамента
  • Вид и характеристика грунта основания.
  • Материал элементов здания.
  • Проектируемые усилия.

При расчете учитывают два типа усилий:

  • статические;
  • динамические.

Статические силы являются постоянной величиной. Они вызваны весом элементов здания.

Расчет высоты фундамента

Динамические усилия изменяются во времени и в значениях. Они оказываются людьми, мебелью, оборудованием и влиянием атмосферных осадков.

При подсчете нагрузок постоянного действия используют повышающие коэффициенты надежности конструкций. Эти коэффициенты зависят от размеров и материала элементов здания. Значения коэффициентов приведены в нормативных документах.

Подсчет динамических усилий ведут с учетом условий местности, типов используемой мебели, оборудования, планируемой заселенности дома.

В качестве результатов расчета получают следующие данные:

Расчет высоты фундамента
  • Удельная нагрузка на 1 м 2 грунта основания.
  • Допустимая толщина конструкции.
  • Глубина залегания фундамента.