Толщина фундамента-плиты — расчет, технология устройства и стоимость

Фундамент –

Фундамент представляет собой один из ключевых элементов конструкции здания. Его главное предназначение заключается в приеме и распределении нагрузок, происходящих от верхних этажей здания, различного оборудования, мебели и людей, а также в передаче этих нагрузок на грунт, на котором основано здание.

В зависимости от характеристик и особенностей самого здания, предполагаемой нагрузки, специфики рельефа, климата и видов грунта используются различные типы фундамента:

• Что представляет собой плитный фундамент ↓
• Описание (составляющие) ↓
• Технические характеристики ↓
• Сферы применения ↓
• Как рассчитать толщину плиты ↓
• От каких факторов зависит ↓
• Пример расчета ↓
• Подушка под основание фундамента ↓
• Расчет толщины подушки ↓
• Калькулятор для расчета толщины онлайн ↓
• Устройство плитного фундамента ↓

• Свайный.
• Ленточный.
• Столбчатый.
• Сплошной (плитный).

Что представляет собой плитный фундамент

Описание (составляющие)

Плитный фундамент представляет собой железобетонную плиту под всё здание либо его часть. Относится к фундаментам неглубокого заложения.

Может быть:

• монолитным (заливаться целиком сразу на стройплощадке);
• сборным (состоять из нескольких плит заводского изготовления, которые соединяются на объекте).

Первый вариант более надёжен и прост в производстве.

Второй вариант предполагает наличие на строящемся объекте спецтехники для доставки и качественной укладки плит, а также устройство выравнивающей стяжки из бетона или цементно-песчаного раствора между фрагментами фундамента.

Однако он будет быстрее, т.к. не потребуется устраивать опалубку, вязать арматуру, заливать бетон и ждать около месяца, пока он полностью высохнет и наберёт прочность.

Соответственно, в местах с холодным климатом плита будет лежать в зоне возможного промерзания грунта, и потребуется использование морозостойкого бетона, способного выдержать большое количество циклов заморозки-разморозки без существенной потери прочности и несущей способности.

Параметр морозостойкости указывается в характеристиках бетона после буквы F. Например, маркировка F-200 означает, что материал может выдержать 200 сезонных переходов от сильных минусовых температур, до высоких плюсовых. Иными словами, 200 смен времён года, т. е. 200 лет. Для южных регионов можно не брать морозостойкий бетон, потому что даже в самые холодные зимы температура не опустится до той, при которой бетон сможет промёрзнуть.

Такой фундамент выполняется под всё здание, соответственно, требует больших затрат материалов (арматуры и бетона), а значит и высокую стоимость.

Технические характеристики

Плитный фундамент называется плавающим, потому что при любых подвижках в грунте – осадка, пучение, сезонные изменения и т. д., сдвинется вся плита целиком. Это означает, что не будет происходить локальных деформаций – частичной просадки или подъема куска здания.

Жесткое и объёмное армирование в плите позволяет справляться с постоянно меняющимися нагрузками в разных частях здания.

Если сделать такой фундамент мелкозаглублённым, то его верх одновременно будет служить черновым полом первого этажа, потребуется лишь уложить напольное покрытие. Однако тогда в здании не получится устроить подвал.

Однако если заложить плиту на большую глубину, то устройство подземных помещений становится возможным. Но в таком случае значительно возрастёт объём земляных работ, и в устройстве котлована под фундамент будет не обойтись без специальной техники.

Сферы применения

Этот тип фундамента может быть применим в случае:

• больших нагрузок на здание;
• слабых грунтов основания (в т. ч. для торфяников, заболоченных участков);
• близости грунтовых вод к поверхности.

Как рассчитать толщину плиты

От каких факторов зависит

В первую очередь толщина фундамента зависит от нагрузки на него – т. е. от тяжести здания. Так, для небольших сооружений вроде гаражей хватит 10-сантиметровой плиты, для загородного дома – 20-25. Увеличивать толщину более чем до полуметра нецелесообразно, т. к. тогда она будет значительно менее подвижной, а значит, потеряется основное преимущество этого типа фундамента.

Помимо вертикальной нагрузки, здание вызывает в плите ещё и изгибающую нагрузку, максимальную посередине. Слишком длинный дом с малым числом несущих стен внутри будет сильно изгибать фундамент, поэтому, чтобы тот не треснул, потребуется увеличить толщину плиты.

Пример расчета

Подушка под основание фундамента

Для выравнивания площадки под заливку плиты, а также предохранения фундамента от грунтовых вод выполняют подушку из песка, керамзита либо гравия. Ими также можно заменить небольшой слой слабого грунта основания.

Песок чаще используется, потому что он:

• Распространён и дешев.
• Обладает высокими теплоизоляционными характеристиками.
• Отлично трамбуется.

Помимо прочего, песчаная подушка уменьшит усадку грунта под тяжестью здания и создаёт дополнительный теплоизоляционный слой, значительно уменьшает вспучивание грунтов, подмывание плиты от грунтовых вод.

Песок требуется плотно утрамбовать виброустановкой либо катком. Определить, что это хорошо сделано, можно потому, что на подушке не остаётся следа от ботинка.

Оптимально использование песка средней фракции, т. к. слишком мелкий имеет слишком маленькое сопротивление сжатию, что может вызвать внезапную и неконтролируемую усадку дома.

Обычная толщина – 20-30 сантиметров, максимальная равна трёхкратной толщине самой фундаментной плиты.

Для отвода воды поверх песка применяется ещё и гравийная подушка из материала фракции от 2 см. Он также хорошо трамбуется.

Расчет толщины подушки

Прежде чем рассчитывать толщину плиты, необходимо подобрать её оптимальную площадь исходя из условия:

S > Kн × F / Kр × R, где

S – собственно площадь в см2;

Kн – коэффициент надёжности по нагрузке (1,2);

F – суммарная нагрузка на фундамент от собственного веса здания, полезной нагрузки от мебели, оборудования, людей; снегового и ветрового воздействия.

Kр – коэффициент условия работ, различающийся в зависимости от типа грунта под фундаментом в пределах 0,7-1,05;

R – значение расчетного сопротивления грунта в кг/см2, вычисляется в зависимости от характеристик грунта. 

Факторы, влияющие на толщину фундаментной плиты:

• расстояние между нижним и верхним слоем арматуры (не менее 70 мм);
• толщина защитного бетонного слоя для арматуры (4-5 см с каждой стороны);
• диаметр выбранной арматуры.

Сложив эти показатели, мы получим минимальную толщину для фундамента.

Калькулятор для расчета толщины онлайн

Калькуляторы позволят в онлайн-режиме рассчитать не только толщину плиты, но и объём/количество материалов, параметры опалубки, примерную стоимость:

http://www.zhitov.ru/foundation_plate/

http://stroy-calc.ru/raschet-fundamenta-plita

http://zamer-doma.ru/raschet-fundamentnoy-plityi/

Устройство плитного фундамента

В первую очередь следует уделить внимание качественной гидроизоляции. Она позволит защитить фундамент, а значит и всё строение от разрушения, предотвратит возникновение сырости, грибка и плесени в помещениях. Разнообразие гидроизоляционных материалов огромно – есть рулонные, напыляемые, обмазочные.

Защита фундамента от воды осуществляется по всей его площади. На подушку из песка обычно внахлёст укладываются рулонные материалы, стыки между которыми герметизируются оплавлением горелкой.

После отведения грунтовых вод и монтажа гидроизоляции выполняется вязка арматуры. Обычно минимальный используемый диаметр 12 мм. Арматура укладывается решёткой в среднем через 20-30 см.

Между собой перпендикулярные стержни соединяются вязальной проволокой. Безусловно, арматуру можно и сваривать, однако этот процесс значительно снижает коррозионную стойкость стали, и её необходимо дополнительно защищать от разрушения.

От края плиты арматуру должен отделять защитный слой бетона минимум в 4-5 сантиметров.

Фундамент лучше заливать сразу за один раз. Если это невозможно, то перерыв между этапами не должен быть больше 12 часов. За больший срок бетон сильно застынет, и вместо цельной плиты получится несколько отдельных фрагментов, что значительно ухудшит эксплуатационные характеристики фундамента.

В бетоне очень важно соблюдение пропорций основных компонентов, поэтому, чтобы они не нарушались, в жаркую погоду залитый фундамент необходимо поливать водой из шланга, а в случае дождей и избыточной влажности – накрывать полиэтиленовой плёнкой.

В среднем бетон набирает большую часть своей прочности за месяц, однако использование специальных добавок для ускорения твердения способно значительно уменьшить этот срок.

Твердеть фундамент должен в условиях положительной температуры, поэтому при выполнении строительных работ в зимнее время строительную площадку следует прогревать.

Как рассчитать количество арматуры для плитного фундамента?

Для рассчета необходимого количества арматуры для плитного фундамента требуется выполнить несколько шагов. Ниже приведен общий метод расчета. Обратите внимание, что это лишь общая методика, и перед реальным проектированием и строительством фундамента рекомендуется проконсультироваться с инженером или специалистом по строительству.

1. Определите размеры плиты фундамента: Измерьте длину, ширину и толщину плиты фундамента. Обычно толщина плиты составляет от 10 до 20 см, но это может зависеть от проекта и нагрузок.

2. Определите требуемое усилие арматуры: Уточните проектные нагрузки, которые будет нести фундамент, такие как вес строения, нагрузки от ветра, снега и т.д. Эти нагрузки определяют необходимое усилие арматуры для укрепления фундамента.

3. Рассчитайте площадь поперечного сечения: Умножьте длину на ширину плиты, чтобы получить площадь поперечного сечения.

4. Рассчитайте объем фундамента: Площадь поперечного сечения умножьте на толщину плиты, чтобы получить объем фундамента.

5. Определите объем арматуры: В соответствии с проектом и допустимыми нагрузками определите, какой объем арматуры требуется для укрепления фундамента. Обычно арматурой укладывается в пределах 0.5-2% от объема бетона.

6. Рассчитайте массу арматуры: Зная объем арматуры и плотность материала (обычно стальной арматуры), вычислите массу арматуры.

7. Определите длину арматурных стержней: В зависимости от массы арматуры и известной плотности стальной арматуры, вычислите длину арматурных стержней, которые потребуются для укрепления плиты.

8. Учтите связи и перекрытия: В процессе расчета также следует учесть связи арматуры в местах перекрытий и наложения, так как это важные аспекты в обеспечении надежности фундамента.

Пожалуйста, помните, что этот процесс требует навыков в инженерной математике и знания норм и стандартов строительства. Лучше всего обратиться к опытному инженеру или специалисту, чтобы получить точные расчеты и рекомендации в соответствии с конкретными условиями вашего проекта.