Общее описание плитного фундамента
Img by Comrade King — flickr
Плитный фундамент – это ресурсоемкий, но надежный способ организации долговечной основы для строения. Кроме того, это самый простой способ устройства фундамента для загородного дома. Он представляет собой сплошную железобетонную плиту на песчано-гравийной подушке. Различают плитные фундаменты по различной степени погружения в грунт, но существуют и комплексные плитно-свайные и плитно-ленточные варианты, значительно увеличивающие жесткость конструкции. Возможно создание плитного фундамента из отдельных, например, дорожных, плит. Однако такой вариант, кроме расходов на плиты и их укладку в котлован с помощью крана, все равно потребует выравнивающей цементной стяжкой по поверхности. Поэтому, лучший вариант строительства плитного фундамента – это создание однородной армированной плиты, по всему периметру планируемого строения.
Плитный вариант фундамента применяется при мелкозаглубленном (до 50 см.) и глубокозаглубленном (больше глубины промерзания грунта) обустройстве фундамента. В последнем варианте он может размещаться на любой глубине и автоматически становится основанием пола цокольного этажа. От ленточных или свайных типов фундамента плитный фундамент отличает наличие армирования по всей плоскости плиты, что позволяет избежать внутренней деформации, трещин и разломов. В скандинавских странах, например, плитный фундамент довольно распространен, особенно в частном строительстве, так как имеет неоспоримые преимущества, по сравнению с другим типами фундаментов, в условиях севера. Местные строители отмечают, если строение отапливается и фундамент отлично теплоизолирован, то плитная конструкция по долговечности, выигрывает даже у свайной.
От чего зависит глубина заложения фундамента
Два типа ленточных фундаментов – глубокого заложения и мелкозаглубленный – отличаются геометрическими параметрами, но общие принципы расчета их характеристик остаются одинаковыми. Нижняя отметка фундаментной плиты – это нефиксированное значение, по большей части результат эмпирических расчетов, чем точных математических операций. Государственный стандарт не предусматривает утвержденного размера, только дает предписания и приблизительный диапазон глубин. Фактически глубину заложения предопределают следующие параметры:
- глубина промерзания грунта;
Типы заложения фундамента по глубине заложения - тип основания и результаты геологических изысканий;
- уровень залегания грунтовых вод;
- этажность и общая нагрузка на здание;
- выбранный тип фундаментных конструкций.
Руководствуясь вышеуказанными данными, обычно определают не только подходящую глубину заложения, но наиболее рациональный и тип фундаментной плиты. Такие данные как глубина промерзания и предел прочности можно найти, изучив соответствующую документацию, например, СНиП 2.02.01-83 или СНиП II-Б.1-62 «Основания зданий и сооружений». Важно отобрать данные в соответствии с климатическим районом, к которому относится регион строительства. Рассмотрим подробнее все остальные перечисленные факторы.
Срок службы фундамента плитного типа
О истории и сроках службы фундамента данного типа можно сказать следующее: египетские пирамиды до сих пор прочно стоят на монолитной плите. Другими словами, плита в основании здания, при правильной организации конструкции, превосходит многие иные варианты фундамента по долговечности. Однако, не существует универсальных решений и на продолжительность службы плитного фундамента может повлиять ряд факторов. Если здание простое, а состояние грунта на стройплощадке требует плитной конструкции фундамента, то беспокоиться не о чем. А вот в случае с большим и сложным строением, понадобятся внимательные и грамотные расчеты нагрузок (обычно строители не применяют плитный фундамент на наклонных участках и при использовании тяжелых сооружений с этажностью более трех этажей). Именно тот факт, что плитные фундаменты применяются на проблемных грунтах, на срок службы могут сильно повлиять даже незначительные недочеты в конструкции. В процессе планирования реализации в индивидуальном проекте такого фундамента, необходимо учесть все детали и тонкости сезонного «поведения» грунта на стройплощадке. Правильная конструкция, полностью соответствующая обстоятельствам, может быть дорогой, но при профессиональном и качественном подходе, будет служить верой и правдой долгие десятилетия.
Img by Concrete Forms — flickr
Отзывы о плитном фундаменте
Василий Беланчук, Новый Оскол: «Свою проблему я решил благодаря плитному фундаменту. От отца я унаследовал земельный участок, на котором рассчитывал построить дачный домик. Но у меня были сомнения, грунт на участке не самый лучший. Мелкий песок, образующий плывуны в зоне грунтовых вод, залегающих сразу под поверхностью. После долгих раздумий решился заложить сплошную бетонную плиту. Вариант, конечно, не дешевый, но в моем случае он стал оптимальным. Удалось обустроить его с минимально возможными затратами, не привлекая рабочих со стороны.
Михаил Аксенов, Сызрань: «Я дипломированный инженер-строитель, поэтому могу утверждать, что плитное основание очень часто становится лучшим решением. Оно не проседает, обеспечивает хорошую тепло- и гидроизоляцию. Дом на таком фундаменте будет достаточно устойчив.»
Александр Дубровин, Вологда: «Когда решил построить собственный дом, долго выбирал для него основание. Наконец решил остановить выбор на плитном фундаменте. Уже готовая конструкция прибавила мне уверенности в правильном выборе, поскольку получилась достаточно прочной. Бетонная плита освободила от работ по устройству пола на цокольном этаже.»
Дмитрий Шаров, Петро фундамент посоветовали друзья. На моем участке неустойчивый грунт, поэтому от закладки ленточного пришлось отказаться. Сезонные скидки на строительные материалы помогли уменьшить затраты. Правда, вместо погреба пришлось ограничиться подвальным помещением, но зато весной не будет воды.»
Применение плитных фундаментов
Плитные фундаменты известны своими способностями сопротивляться движению грунта и даже компенсировать его вертикальные и горизонтальные перемещения. Поэтому такой фундамент часто используется в случаях насыпного, пучинистого, круглогодично промерзшего или подвижного грунта, а так же при неравномерности сжимаемости грунтов. На основе плитного фундамента можно организовать отличную защиту от высокого уровня напорных грунтовых или талых вод, однако это потребует дополнительного дренажа, гидроизоляции, а так же внимательной организации канализации, водопровода и других коммуникаций. В целом применение плитного фундамента целесообразно для строительства простых по планировке и небольших каменных, либо каркасных сооружений. Если планировка здания сложная, то плиту, после возведения, разрезают на части по деформационным швам. В результате под каждой частью строения оказывается своя цельная часть плиты, что снизит нагрузку при движении грунта, однако даже в этом случае все составляющие плиты будут работать как единая плита (эту работу однозначно должны проводить профессионалы). С затратной точки зрения малозаглубленные плитные фундаменты экономически довольно выгодны, поскольку позволяют экономить, как на материалах, так и на трудозатратах. Они возводятся быстро и имеют очень простую конструкцию, однако если здание не будет отапливаться, то малозаглубленный фундамент необходимо качественно теплоизолировать.
Плитный фундамент – плюсы и минусы
Преимущества плитного фундамента в следующем:
- Простота изготовления;
- Заливку фундамента могут выполнить рабочие низкой квалификации;
- Общая монолитная платформа предотвращает локальную деформацию, придает устойчивость к вспучиванию и смещению почв;
- Поскольку у такого фундамента большая площадь соприкосновения с землей, у него высокий уровень несущей способности;
- Он выдерживает воздействие грунтовых и талых вод;
- Его используют для построения цокольного этажа, защищенного от талых вод.
Типы и особенности плитного фундамента
Самый распространенный вид плитного фундамента, как и самый простой – это монолитный. Он представляет собой сплошную железобетонную плиту 20 – 25 см. на песчано-гравийной подушке, располагаемую под всем строением. Для придания необходимой жесткости плита может заливаться с созданием ребер жесткости, располагаемых в перекрестных направлениях. Ребра жесткости могут располагаться как с нижней, так и с верхней стороны плиты. В зависимости от целей конструкции железобетонный монолит может быть не только сплошным, но и решетчатым. Так же плитный фундамент может быть сборным. В таком случае конструкция собирается из плит, с обязательной бетонной стяжкой для выравнивания поверхности. Плитный фундамент сборного типа может также собираться из железобетонных балок, путем перекрестного наложения элементов, с обязательной заделкой стыков.
Img by Bruno Cordioli — flickr
Для обеспечения большей жесткости плиты, в отдельных случаях, а так же для возведения многоэтажных зданий применяют комбинированные типы фундаментов. В коттеджном строительстве, больше распространен комбинированный ленточно-плитный фундамент, который является особенно жесткой и надежной конструкцией, объединяя в себе лучшее от двух наиболее популярных типов оснований. Комбинированный свайно-плитный фундамент, для коттеджей — это, в большинстве случаев, непозволительная роскошь, исходя из перерасхода стройматериалов. Как правило, свайно-плитная комбинация, значительно увеличивающая жесткость плитного фундамента, используется при строительстве многоэтажных домов.
Плавающий плитный фундамент – это монолитная сплошная армированная плита, залитая по всему периметру здания на песчано-гавийной подушке и лежащая либо практически на поверхности, либо с незначительным заглублением в грунт. «Плавающая» конструкция применима для пушистых, насыпных и пучинистых грунтов, поскольку она способна подниматься и опускаться вместе с движущимся основанием. Такой вариант фундамента, как правило применяется при возведении небольших строений, например, бань или хозяйственных построек.
Возведение фундамента. Этапы установки
1. Плитный фундамент является мелкозаглубленной разновидностью фундаментов. После основной разметки на участке строения роется котлован. Плитный фундамент устраивают таким образом, чтобы он не сильно выступал на поверхности почвы. Глубина котлована рассчитывается исходя из следующих размеров: высота самого фундамента (20-40 см.) + высота песчанной подушки (не менее 10 см.) + слой теплоизоляции (до 10 см.).
Засыпаем песок. Выравниваем основание
2. На дно котлована насыпается песчаный слой, который необходимо тщательно утрамбовать. Некоторые строители засыпают слой щебня, но это не обязательно, он всё равно умнется в песок. Пенокомплекс тоже не обязателен, но фирмы, чтобы больше заработать, делают с ним. Затем кладется слой гидроизоляции, в качестве которой может быть использован рубероид, застилаемый внахлест и спаянный газовой горелкой. В зависимости от климата на слой гидроизоляции укладывается теплоизоляционный материал (пенопласт или пенополистирол). Следует знать , что данный фундамент требует утепления не только в основании плиты, но и с боков конструкции.
3. Следующий этап – возведение опалубки по всему периметру будущей монолитной плиты-фундамента.
Доски опалубки также покрывают гидроизоляцией. 4. Далее по всей поверхности фундамента в виде решетки укладывается арматурный каркас из прутьев диаметром не менее 12 мм. Прутья фиксируются между собой проволокой, размер полученных после связки окошек может быть 20 на 20 см. или 30 на 30 см.
Подготовка каркаса перед заливкой бетона
5. Когда арматурный каркас установлен – заливаем бетонную смесь. Для монолитного плитного фундамента потребуется достаточного большое количество бетонной смеси.
Если залить плиту в один прием не получилось отложить заливку второго слоя можно на срок не более 12 часов, в противном случае фундамент может получиться не таким прочным, как хотелось бы.
Заливаем плитный фундамент своими руками
Существует еще один вариант возведения плитного фундамента, когда по всему примеру опалубки помещаются готовые железобетонные плиты, которые заливаются бетонной стяжкой. Однако такой вариант фундамента будет уступать монолитному в прочности. К тому же для укладки тяжелых бетонных плит понадобится привлечение спецтехники, что вряд ли станет более экономически выгодно, чем устройство плитного фундамента монолитной конструкции.
Как только бетон застывает и набирает прочность — фундамент под ваш будущий дом готов.
Используемые материалы
В конструкции плитного фундамента применяются следующие материалы: бетон высокого качества, арматура, различные гидроизоляционные материалы и утеплители. Бетон выбирается высокой прочности (марки М300 и выше), обязательно учитывается водонепроницаемость (W8 и более) и высокая морозоустойчивость (не менее F200), так же немаловажен коэффициент подвижности материала П-3. В случае с близким залеганием грунтовой воды, отлично подошел бы сульфатостойкий бетон, но это большая редкость. Арматура применяется диаметром 12-16 мм и может быть любой марки, соединяется в решетку она с помощью проволоки. Если же, планируется сваривать прутки арматуры между собой, то марка арматуры должна быть пригодной для сваривания (а500с, а240с). В качестве гидроизоляции, чаще всего используют битумно-полимерные материалы, однако допустимо и использование рулонного полиэтилена. Для утепления, о котором рекомендуется обязательно позаботиться в незаглубленных и малозаглубленных типах фундамента, используются различные синтетические теплоизоляционные материалы. Лучшим из них можно считать экструдированный пенополистирол, поскольку этот утеплитель очень прочен и особенно долговечен. Утеплению особенно стоит уделить внимание, если при глубоком заложении, плита фундамента выполняет одновременно и роль пола цокольного этажа.
Img by Rick — flickr
Технология сооружения плитного фундамента
Рекомендуется заглубление плитного фундамента, как минимум на метровую глубину, а если здание не отапливается, то стоит либо утеплить его, либо заглубить на глубину промерзания грунта.
Сначала роют котлован, размеры которого должны быть немного больше плиты, поскольку нужно оставить место для проведения гидроизоляционных и утеплительных работ. Выравнивание грунта нужно произвести тщательно и вручную, поскольку поверхность грунтовой основы обязательно должна быть ровной. Затем прокладывается слой геотекстиля. Это важное условие, которое не позволит песчано-гравийной подушке разойтись в грунт. Слой песка и слой гравия, аккуратно выравнивают с применением нивелира, обязательно с тщательной трамбовкой песчано-гравийной подушки, слоями по 10см. На этом этапе можно проложить необходимые коммуникации (вода, канализация и прочее), если они будут пролегать под фундаментом. После этого, на «подушку» может быть уложен тонкий выравнивающий слой песчано — бетонной подготовки (до 10 см.). Далее идет гидроизоляционный слой из виниловой пленки или рубероида, причем двойной слой приветствуется.
Гидроизоляцию нужно вывести (выпустить) за пределы плиты и при глубоком заглублении объединить с гидроизоляцией стен цокольного этажа. Следом за гидроизоляцией стоит положить слой пенополистирола, для теплоизоляции, поверх которого, может быть дополнительно применен слой защитной виниловой пленки. Подготовка подушки плитного фундамента закончена и можно начинать конструкцию самой плиты.
Этот процесс начинается с увязки или сваривания армирующей сетки из прутков арматуры. Не рекомендуется размещать арматуру слишком близко к поверхности плиты. Как только армирующая сетка закончена, строят опалубку и обязательно укрепляют ее, поскольку давление бетона будет высоким. В полученную форму заливается бетон, который тщательно распределяется и утрамбовывается виброинструментом. Поверхность бетонной плиты, разглаживают и выравнивают, после чего накрывают пленкой, для предотвращения слишком быстрого высыхания. Готовая плита отстаивается три-четыре недели, с поливом ежедневно, в течении первых семи дней. Когда плита готова, можно завернуть, выпущенную гидроизоляцию, и припаять ее к краям плиты. Все, монолитный плитный фундамент готов и можно переходить к другим работам.
Плитные фундаменты очень надежны и долговечны, а их эффективность в условиях сложных грунтов, неоднократно доказана на практике. Песчаные, слабые, пучинистые, насыпные, рыхлые, неоднородные и другие «проблемные» грунты на строительной площадке, могут сориентировать вас на использование именно этого типа фундамента. При правильном планировании и четком соблюдении технологии недостатков у плитного фундамента не так уж и много. Если вы возводите простое здание, например, гараж, баню, мастерскую или любую легкую хозяйственную постройку, то плитный фундамент — отличное решение. Но если ваше здание – жилое, и имеет приличную планировку или этажность, то для использования монолитной плиты в основании дома потребуются серьезные строительные расчеты. Очень важно, чтобы проектировщик обладал соответствующим образованием и были проведены необходимые исследования грунта.
Расчет монолитной плиты фундамента: порядок действий
Подбетонка – основа фундамента
Прежде всего, вычисляем габариты подушки. Не забывайте, что все размеры прямым образом влияют на итоговую стоимость. Гравийно-песчаная подложка выполняет такие важные функции как амортизационную и гидроизоляционную (уплотняется под действием конструкции и образуют крепкий верхний слой). Толщина в данном случае может доходить до 0.6 метра.
Нам необходимо точно рассчитать количество арматуры, чтобы основание под бетонную плиту было жестким. Сетка обязательно монтируется послойно, расстояние между ними составляет не более 5 см. Затем определяется собственно сама глубина. Главный параметр, который при этом учитывается – это опять же степень промерзания почвы.
Расчет толщины монолита
Для получения достоверных сведений сначала требуется вычислить несколько важных параметров. Прежде всего, это расстояние между двумя использующимися арматурными сетками. Расположения данных элементов имеет большое значение. После этого необходимо определиться с характеристиками бетонных слоев: какой будет под армированием, какой над ним. Важно учитывать особенности стержней, применяемых для сбора сеточной конструкции.
В стандартном варианте фундаментная плита под дом имеет толщину в 25-30 см. Но данный показатель не является универсальным. Такие габариты отрицательно сказываются на почвенном составе, деформируя ее.
В ходе вычислительных работ важно учитывать следующий момент: как высоко база выходит за линию грунта. Используйте следующую пропорцию: чем дальше друг от друга находятся стены, тем больше глубина монолита. Соответственно, тем сильнее она будет выступать и тем больше требуется материала.
Определение коэффициента надежности
Данный параметр необходим, чтобы рассчитать запас несущей способности плиты под фундамент. Именно он определяет обоснованность и целесообразность изменения первоначального назначения сооружения. Показатель находится в интервале от 1 до 1.4 и напрямую зависит от используемых строительных материалов и уровня нагрузок. Для конструкции из железобетона его значение фиксировано – 1.3.
Определение толщины монолита с помощью формулы
Сначала умножаем показатель нагрузки на совокупную площадь, а после этого на рассчитанный ранее коэффициент надежности. Результаты суммируем и получаем общий вес. Теперь определим удельную нагрузку с помощью следующей формулы:
При этом важно учитывать типы укладки.
После этого рассчитываем массу фундамента из бетонной плиты. С этой целью перемножаем плиточную площадь и разницу нагрузок. Затем уже переходим к основным расчетам по формуле:
Скорее всего, результат будет выражен в виде не целого числа, его округляем.
