Руководство по проектированию плитных фундаментов

Инструкция по изготовлению фундаментной плиты

Фундамент в виде монолитной плиты экономически выгоден в тех случаях, когда на участке под застройку высокий уровень грунтовых вод или преобладание глинистых, суглинистых, песчаных прослоек земли. Такие особенности грунта приводят к усиленному пучению почвы и выталкиванию фундамента наверх. Именно поэтому монолитная плита считается одним из самых оптимальных вариантов устройства базиса, поскольку имеет способность просто лавировать в пучинистых грунтах, не поддаваясь разрушению.

Схематично бетонная фундаментная плита выглядит таким образом (начиная с нижнего слоя):

• Песок крупной фракции (обязательно промытый) — толщина 20 см;
• Щебень или гравий — 15 см;
• Дренажная система для отвода ливневой воды и талого снега от основания плиты;
• Черновая стяжка — толщина 5-10 см (служит для защиты гидроизояционного слоя от повреждения острыми углами щебня);
• Гидроизоляционная прослойка;
• Прокладка водопроводных и сантехнических коммуникаций;
• Теплоизоляция;
• Армирующий каркас;
• Бетонная заливка плиты толщина 25-50 см (в зависимости от несущей способности базиса).

Важно: преимущества плитного основания перевешивают стоимость монтажа такого основания. Поскольку его цена при самостоятельном устройстве может составлять примерно 29-30% от общей суммы расходов на возведение всего дома, надежность, долговечность и высокая скорость выполнения работ окупают все понесенные расходы с лихвой.

При этом фундамент-плита требует минимального выполнения земельных работ. Учитывая, что монтировать плиту на плодородном слое грунта запрещено СНиП, то придется просто снять этот пласт и хорошенько утрамбовать дно котлована.

Выполнение работ своими руками

Подробная пошаговая инструкция позволит любому мастеру (даже новичку) выполнить монтажные работы самостоятельно. В помощь можно пригласить соседа или родственника и то не столько для проведения тяжелых работ, сколько для компании. А в качестве инструкции в материале ниже приложено видео.

Выполнение расчетов и анализ грунта

В первую очередь для монтажа фундамента своими руками необходимо проанализировать особенности грунта на участке и высчитать несущую способность плиты. В идеале все расчетные и проектные работы лучше доверить профессионалам. Но если такой возможности нет, то можно использовать следующие рекомендации и руководства:

• Для проведения анализа грунта необходимо брать землю из пяти точек будущей плиты — по её углам и по центру. Данные позволят выяснить уровень расположения грунтовой воды, несущую способность грунта на участке и его состав. В качестве информации можно использовать данные об уже выстроенных в регионе зданиях на подобном фундаменте.
• При расчетах несущей способности плиты по инструкции стоит принимать во внимание, что для заливки основной плиты рекомендуется использовать цемент марки не ниже М-200, а для заливки черновой стяжки без армирования можно использовать цемент М-50 (данные взяты из СНиП 2.02.01).
• При наличии высокого уровня грунтовых вод на участке стоит спроектировать качественную дренажную систему от фундамента.
• Арматуру покупают из расчёта 130 кг/м2 плиты. При этом три четверти прутьев должны иметь сечение 12-16 мм (для вязки сетки с размером ячеек 15-20 см) и одна четверть прутов сечением 6-8 мм для установки продольных стоек между двумя горизонтальными сетками.

Кроме того при выполнении расчётов и анализе грунта можно использовать законодательные документы:

• ГОСТ 25100 (для вычисления классификации грунта на участке);
• СП 70.13330 (определение несущей и осаждающей способности дома);
• СП 28.13330 (определение антикорра каркаса дома);
• ВСН 29-85; 37-96 (правила проектирования и монтажа мелкозаглубленного фундамента МЗЫ);
• ГОСТ Р 52085; 52086 (правильное пошаговое возведение опалубки).

Важно: монолитная плита равномерно распределяет вес дома на каждый см2 свой площади, тем самым эффективно нивелирует силу давления грунта на фундамент в сезоны пучения.

Земляные работы

• Грунт размечают по проектным меркам, увеличивая его периметр на 50 см с каждой стороны для устройства дренажной системы. При этом стоит помнить, что сама плита должна выступать за стены будущего дома на 10 см с каждой стороны.
• В грунт вбивают колья и натягивают разметочный шнур. Следует провести и оси будущей плиты.
• Грунт вынимают из котлована на глубину 60 см. При этом стоит внимательно следить за качеством вынимаемой земли. Если на участке под застройку наблюдается ранний перекоп грунта, то рыхленную землю необходимо снимать слой за слоем до тех пор, пока не дойдёте до нетронутых лопатой слоёв. Здесь по инструкции придётся снять пласты грунта по всему периметру котлована, чтобы полностью выровнять его. После этого дно ямы трамбуют и засыпают песком до проектного уровня котлована. Если этого не сделать и смонтировать фундамент на мягком грунте, то сила давления дома на плиту просто сломает его со временем именно в месте рыхленой почвы.

Важно: засыпку песка следует делать послойно по 10 см за один раз, увлажняя каждый слой и уплотняя его виброплитой.

• Вокруг проектной площади основания укладывают дренажную систему в виде специальных перфорированных труб с их уклоном в сторону накопительного колодца или центральной ливневки.
• Затем следует уложить слой щебня толщиной 20 см и тщательно утрамбовать его по принципу укладки песчаной подушки.
• Теперь монтируем опалубку из качественных деревянных щитов. Их высота должна быть не менее 40 см. А внутренние стенки опалубки желательно зачистить. Опалубку скрепляют болтами, шурупами или саморезами. Снаружи деревянный каркас можно подпереть клиньями для большей устойчивости.

Устройство гидро- и теплоизоляции

Для того чтобы гидроизоляционный материал не повредился в процессе эксплуатации о края щебня, следует своими руками залить песчано-гравиевую подушку черновым слоем стяжки. Для этого замешивают бетонную смесь на основе цемента марки М-50 и заливают её толщиной 5-10 см поверх щебня. Дают полностью просохнуть в течение 3-5 дней.

Теперь можно проводить гидроизоляционные работы. В качестве гидроизоляции можно использовать стандартный рубероид, а можно применить и более инновационные материалы типа «Бикрост», «Линокром», «Техноэласт» (здесь, насколько позволяет кошелёк).

Гидроизоляционный материал настилают полосами таким образом, чтобы стыки шли внахлест. При этом край захода соседней полосы на предыдущую должен быть не менее 15 см. Края гидроизоляции обрабатывают либо битумной мастикой, либо оплавляют газовой горелкой. Таким образом удастся достичь оптимальной герметичности покрытия.

Края рубероида следует накидывать на стенки опалубки с таким расчетом, чтобы после заливки плиты обернуть её бока в гидроизоляционный материал.

Следующим действием в пошаговой инструкции будет своими руками устройство всех коммуникаций. Их проводят в соответствии с проектом здания и проверяют на месте методом пролива. Иначе после заливки плиты будет поздно исправлять ошибки.

И наконец, можно приступить к теплоизоляции плиты. В качестве материала можно использовать плиты полистирола или стандартный геотекстиль. Если используются плиты полистирола, то их укладывают вплотную друг к другу.

Армирование фундамента

Важно: арматуру для создания жёсткого каркаса следует только вязать стальной проволокой. Ни в коем случае нельзя использовать сварку, поскольку она разрушает свойства металла. Кроме того в местах обхода смонтированных коммуникаций и по углам плиты пруты арматуры необходимо гнуть, чтобы усилить несущую способность каркаса. Для вязки сетки можно использовать только цельные пруты.

Сетки для армирования плитного фундамента вяжутся с размером ячейки 15х15 см. В некоторых случаях при обходе коммуникаций можно увеличить размер ячейки до 20х20 см.

Для армирования фундамента понадобятся две такие стальные сетки. Их устанавливают своими руками одна над другой на специальные подпорки. Нижняя сетка не должна касаться слоя теплоизоляции примерно на 5 см. Верхнюю сетку необходимо установить так, чтобы она не достигала верхнего края залитой плиты также на 5 см. При этом по бокам основания сетка должна утопать в бетоне на 2 см с каждой стороны.

В качестве усиления жесткости каркаса можно соединить две сетки межу собой продольными прутами меньшего сечения.

Заливка бетонного раствора

Желательно для монтажа фундаментной плиты использовать автомиксер, который сможет заготовить нужное количество бетона за короткий промежуток времени без потери качества смеси. Кроме того, при заливке раствора следует придерживаться таких рекомендаций:

• Заливку раствора выполняют в один заход. Запрещено растягивать загрузку бетона в опалубку на несколько дней. Это нарушает технологию монтажа монолитной плиты.
• При заливке раствора необходимо своими руками уплотнять смесь строительным вибратором, а максимальный интервал между процессом уплотнения и подачей следующей порции бетона не должен превышать 2 часа. При этом уплотнять смесь вибратором нужно до полного скрытия щебня в растворе и появления на его поверхности цементного молочка.
• Запрещено касание насадки вибратора и стальных прутов армиующего каркаса.
• Углублять вибратор нужно на уровень не больший, чем диаметр насадки.
• Запрещено передвигать и перераспределять бетонную смесь в опалубке с помощью лопат. Необходимо только перемещать автомиксер по периметру подушки для заливки новых точек фундамента.
• Если фундамент заливается зимой, то нужно обеспечить прогрев опалубки по периметру и монтаж защитного шатра на стройплощадке с её прогревом при помощи пушки.
• Бетон сохнет около 30 дней при условии теплой сухой погоды. В случае жары нужно своими руками укрыть фундамент клеенкой и производить его увлажнение каждые 7-8 часов в первую неделю и 2-3 раза в день до полного его высыхания в течение еще трех недель.
• Проводить распалубку можно через 6-7 дней в сухую теплую погоду. В холодное время года лучше оставить каркас на 2-3 недели.

Таким образом, придерживаясь пошаговой инструкции монтажа, можно своими руками создать крепкое и долговечное основание под любую постройку.

Проектирование плитных фундаментов

Проектирование плитных фундаментов

Плитные фундаменты популярны в строительной сфере за счет своих уникальных свойств. Применяются такие фундаменты преимущественно на грунтах подверженных высокому морозному пучению, застою грунтовых вод и других особенностей. Благодаря монолитному строению плиты повышается устойчивость конструкции к воздействию деформационных изменений и выносливость к высоким равномерно распределенным нагрузкам от здания.

Первая стадия при постройке дома заключается в формировании проекта. Также важно произвести проектирование плитного фундамента будущей конструкции. Правильно сформулированный план служит гарантом долговечности и надежности фундамента здания. Отступление от правил, установленных действующими регламентами ГОСТ и СНиП, а также несоблюдение технологических процессов застройки может привести к удручающим результатам.

Особенности проектирования плитных оснований

Основополагающим документом для осуществления процедур проектирования плитных фундаментов является утвержденное в 1977 году НИИОСП Горстроя пособие «Руководство по проектированию фундаментных плит каркасных зданий». В нем заключаются условия и инструкции, на которых требуется акцентировать внимание при проектировании фундамента. Плитные основания применяются в промышленном и хозяйственном домостроении, для построек площадью более 100 м 2 .

Для подсчета проекта применяют различные новейшие программы. Они гарантируют верность расчета по следующим показателям:

• Определение верных габаритных размеров;
• Воздействия деформационных нагрузок в условиях конкретных территориальных особенностей (климатические условия);
• Воздействия статистических и динамических нагрузок;
• Подверженность морозному пучению (исследование грунта);
• Затраты на сырьевые ресурсы, с их последующей минимизацией, но гарантией устойчивости сооружения.

Техническая сторона вопроса

В процессе проектировки необходимо учитывать различные особенности. Их точное определение можно выявить после проведения инженерно-геологических изысканий. Важно чтобы реализованный проект оправдал затраченные материальные ресурсы, поэтому необходимо рассчитать его экономическую целесообразность. Поэтому производится сравнительный анализ аналогичных проектов. Так как железобетон подвергается деформационным изменениям, необходимо в проектном плане иметь чертежи, отражающие данные особенности.

Кроме этого при проектировании плитного основания учитываются эксплуатационные условия, подсчеты армированного каркаса и диафрагм, затраты на необходимые строительные компоненты, деформационные изменения железобетона и ряд прочих показателей.

Кто проводит расчеты?

Самостоятельно их выполнить качественно – невозможно. По этой причине такую работу лучше доверить высококвалифицированным специалистам. Расчеты, произведенные профессиональными организациями, позволят гарантировать грамотное построение плитного фундамента. Особенно это касается конструкций с изощренными формами, их проектирование в разы сложнее прямоугольных или круглых фундаментных оснований.

Для осуществления правильных расчетов необходимы соответствующие знания и навыки. И только при их правильности удается добиться крепкой и надежной фундаментной постройки с длительным эксплуатационным сроком.

Плитный фундамент. Цены

Плитный фундамент (200 мм)	м2	4700 руб.
Плитный фундамент (250 мм)	м2	5400 руб.
Плитный фундамент (300 мм)	м2	6200 руб.
Плитный фундамент (350 мм)	м2	7000 руб.
Плитный фундамент (400 мм)	м2	7700 руб.

Ответы на интересующие Вас вопросы Вы можете получить, обратившись к нам:

Строительная компания «Интеп»

10.4. Основные положения проектирования гибких фундаментов

Ленточные фундаменты большой длины, загруженные колоннами, расположенными на значительных расстояниях, балки на грунте, а также большинство плитных фундаментов относятся к гибким фундаментам.

В отличие от жестких фундаментов, собственные деформации которых ничтожно малы по сравнению с деформациями грунта, деформации гибких фундаментов соизмеримы с деформациями основания, в результате этого гибкий фундамент и его основание работают под нагрузкой совместно, образуя единую систему, а реактивное давление грунта изменяется по сложному закону, существенно отличающемуся от линейного. Определение этого давления из расчета совместного деформирования фундамента с основанием является основной задачей при проектировании гибких фундаментов. Задача довольно сложная, поскольку в общем случае реактивное давление на фундамент зависит от жесткости фундамента, его размеров и формы, характеристик деформируемое™ основания, величины, характера и расположения нагрузки. Сюда следует добавить и жесткость надземной части сооружения.

Подробно методы расчеты балок и плит на упругом основании изложены в курсах «Строительная механика» и «Железобетонные конструкции». Ниже будут рассмотрены основные положения этих расчетов, а также их особенности, связанные со спецификой работы грунтов как линейно деформируемых тел.

Расчет ленточных фундаментов. В задачу расчета гибкого ленточного фундамента входят определение реактивного давления грунта по подошве фундамента, вычисление внутренних усилий, действующих в фундаменте, установление размеров поперечного сечения фундамента и его необходимого армирования.

При расчете реактивного давления грунта гибкий ленточный

фундамент рассматривается как балка на упругом основании, изгибающаяся под действием приложенных к ней внешних нагрузок. Если пренебречь трением между подошвой фундаментной балки и грунтом основания, что идет в запас прочности, дифференциальное уравнение ее изгиба можно представить в виде

где EL— жесткость балки; z — прогиб балки в точке с координатой х; рх — реактивное давление в той же точке.

В дифференциальном уравнении (10.18) имеются две неизвестные функции: одна — уравнение изогнутой оси балки z=f(х), вторая — закон распределения реактивных давлений грунта р_х=f(х), поэтому решение может быть получено лишь при условии составления второго уравнения, в котором будут связаны между собой осадки различных точек балки и реактивное давление грунта.

В зависимости от гипотезы, принятой для установления второго уравнения, различают два основных метода расчета балки, лежащей на упругом основании: метод местных упругих деформаций и метод упругого полупространства. Оба метода базируются на одноименных моделях грунтового основания, рассмотренных в § 5.2, там же определена и область их применения для практических инженерных расчетов.

Уравнение (10.18) содержит жесткость фундамента Е1, что требует предварительного назначения размеров его сечения. Это делают исходя из схемы линейного распределения реактивных усилий, принимая равномерное или трапециевидное распределение давления по подошве. Поясним сказанное на примере.

Рис. 10.21. Предварительный подбор сечения фундаментной балки

На рис. 10.21 показана фундаментная балка, загруженная системой сил, в результате чего по ее подошве действует реактивное давление грунта р_х, изменяющееся по какому-то сложному закону. Заменяя криволинейную эпюру распределения реактивных давлений рх линейной трапециевидной, определяем краевые значения давления р₁и р₂ по формуле внецентренного сжатия (5.7), которая для рассматриваемого случая будет иметь вид

А — площадь подошвы фундаментной балки; М_O — момент всех сил относительно центра тяжести подошвы фундаментной балки г

Определив краевые значения прямолинейной эпюры давлений P₁ и Р₂ загружаем ею рассматриваемую фундаментную балку, как внешней нагрузкой, и по правилам строительной механики строим эпюру изгибающих моментов М_х. Определив максимальное значение М_х, находим необходимый по условию прочности момент сопротивления балки W_X, а уже по нему подбираем предварительное сечение фундаментной балки и устанавливаем ее жесткость Еl.

Расчет по методу местных упругих деформаций. Как указывалось в § 5.2, предпосылкой расчета гибких фундаментных балок по этому методу является гипотеза о том, что осадка в данной точке основания не зависит от осадки других точек и прямо пропорциональна давлению в этой точке (гипотеза Фусса — Винклера), что выражается зависимостью (5.3)

где С_Z— коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом постели, ориентировочно равный: (0,3. 1). 10 4 кН/м3 при очень слабых грунтах, (1. 3).10 4 кН/м3 при слабых грунтах, (3. 8) • 10 кН/м при грунтах средней плотности; Z — осадка в точке определения реакции р_х.

Подставляя эту зависимость в дифференциальное уравнение (10.18), получим

Eld 4 z/dx 4 = -С_ZZ,. (10.19)

Уравнение (10.19) известно как дифференциальное уравнение изгиба балок на упругом основании по методу местных упругих деформаций. Решение этого уравнения имеет вид

. (10.20)

где х — текущая координата; z — прогиб балки в точке с координатой х;

=

Ь — ширина фундаментной балки.

Коэффициент а называют линейной характеристикой балки на упругом основании. При l 3 — как длинные гибкие. Естественно, что указанные границы условны поэтому в практических расчетах допустимы небольшие отклонения.

Постоянные интегрирования С₁, С₂. С_з и С₄ определяются изначальных условий деформирования, которые зависят от категории гибкости балки. Так, одним из начальных условий деформирования для короткой жесткой балки, загруженной в центре сосредоточенной силой, будет постоянство деформации грунта вдоль всей ее длины (z=const), а в случае длинной гибкой балки при таком же загружении начальным условием деформирования будет отсутствие прогиба на ее концах (Z_-1/2=Z_+1/2=0).

Беря последовательно производные от выражения (10.20), определяют необходимые для конструирования фундаментной балки значения изгибающих моментов Мx и поперечных сил Q_X в различных ее сечениях. Если уточненные по известным значениям Мx и Q_X размеры сечения балки значительно меняют ее жесткость, то расчет повторяется.

Модель местных упругих деформаций рекомендуется применять для расчета гибких фундаментных балок, работающих в условиях плоской задачи на сильно сжимаемых грунтах (Е 2 ) — коэффициент жесткости основания, кПа; R — расстояние от точки приложения силы Р до точки, в которой определена осадка Z_X , м.

При определении осадок поверхности основания от действия равномерно распределенных нагрузок уравнения (10.21) и (10.22) интегрируются по площади загружения.

Решая дифференциальное уравнение изогнутой оси балки (10.18) совместно с одним из уравнений (10.21) или (10.22), находят реактивный отпор грунта по подошве гибкого фундамента, изгибающие моменты и поперечные силы, действующие в его сечениях.

Практические расчеты ведутся чаще всего с использованием готовых таблиц, которые составлены для фундаментных балок различной относительной гибкости, при различном характере и размещении нагрузок.

Относительная гибкость фундаментной балки, работающей в условиях плоской задачи, характеризуется показателем гибкости t, определяемым по формуле (5.1):

.

Если фундаментная балка работает в условиях пространственной задачи, показатель гибкости определяется по формуле

(10-23)

где Е — модуль деформации грунта, кПа; v — коэффициент Пуассона грунта; Е_k— модуль упругости материала балки, кПа; l, b — полудлина и полуширина фундаментной балки, м; h — высота балки, м.