Сплошные фундаменты принимают при

Обновлено: 16.05.2024

Сплошные фундаменты принимают при

Расчет монолитной плиты, опертой по контуру - отдельная большая тема. Причина тому - плоское напряженное состояние плиты-пластины, для которой простые формулы теории сопротивления материалов, описывающие линейное напряженное состояние, не применимы. Тут следует использовать методы теории упругости. Существует несколько методик расчета пластин и при этом ни одна из них не является точной, все приближенные.

А когда плита будет иметь дополнительные опоры, например, колонну посредине или внутренние стены, то расчет такой плиты еще более усложняется, так как к вышеперечисленным прелестям добавляется статическая неопределимость системы. А кроме того, наличие большого количества опор требует учета влияния возможной просадки одной из опор.

План фундаментной плиты, сбор нагрузок на плиту

Расчет сплошного фундамента, представляющего собой монолитную железобетонную плиту, если верить современным нормативным строительным документам, занятие довольно сложное и без компьютеров и современного программного обеспечения трудно реализуемое. Большинство сайтов, висящих в топе по запросу: "расчет фундаментной плиты", размещают несложные таблички, позволяющие определить расход материалов на фундаментную плиту в зависимости от ее размеров, а за расчетом по прочности фундаментной плиты советуют обращаться к специалистам.

Между тем древние цивилизации, создавшие величайшие культуры, и в частности памятники архитектуры, много тысяч лет назад, как-то обходились не только без компьютеров и программ, но даже и без бетона, тем более железобетона. И хотя я нисколько не хочу умалить важность нормативных документов, которыми действительно нужно пользоваться при расчете разного рода фундаментов, тем не менее хочу привести пример упрощенного расчета фундамента - монолитной ж/б плиты, так сказать для ознакомления.

Расчет осадки основания. Общие положения

Проектирование основания следует выполнять на основе существующих нормативных документов в частности СНиП 2.02.01-83* "Основания зданий и сооружений" или СП 50-101-2004 "Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений". Ниже мы рассмотрим, на основании каких положений можно определить осадку основания.

Подбор арматуры для фундаментной плиты

Подбор арматуры для сечения 3-3

В результате приведенных выше выкладок, предположений и допущений мы получили достаточно простую конструкцию, расчет которой много времени не занимает даже в том случае, если в наличии есть только счеты (если вы не знаете что это такое, то поспрашивайте у пенсионеров-бухгалтеров).

Определение сечения арматуры

Расчет будем производить для одного метра ширины плиты, просто потому, что так проще. Для начала определим значение моментов на опорах (под стенами) и в пролете. С учетом особенностей консольных балок и влияния ширины опор мы на всякий случай примем при определении моментов длину консолей k₃ = 1.8 м и пролет l₃ = 6.2 м. А значение опорной реакции А уменьшим на 1293.2·0.2 = 258.64 кг. Тогда опорная реакция А составит А₃ = 6000 - 258.64 ≈ 5740 кг. При q_3c = 1293.2 кг/м

Расчетные схемы для свай

По способу взаимодействия с грунтом в современном строительстве принято различать два основных вида свай: висячие сваи и сваи-стойки. Впрочем данная статья посвящена не рассмотрению видов свай, а расчетным схемам, используемым при расчетах как свай-стоек, так и висячих свай.

При расчетах по материалу свай (при определении гибкости свай) и сваи-стойки и висячие сваи рассматриваются, как сжатые элементы с жестким защемлением на конце .

С той только разницей, что сваи-стойки как правило рассматриваются, как стержни, как минимум жестко защемленные в месте опирания на скальные или малосжимаемые грунты (как правило сваи-стойки должны заглубляться в скальный грунт на 0.5 и более метров), в то время как висячие сваи могут иметь расчетную длину больше, чем глубина заложения сваи. Тем не менее расчетная длина как сваи-стойки, так и висячей сваи может быть и меньше общей длины сваи.

Расчетные схемы для монолитной фундаментной плиты

Продолжим расчет монолитной фундаментной плиты. Ниже представлен примерный план дома, для которого данная плита планируется.

Рисунок 345.1. Примерный план 1 этажа для расчета фундаментной плиты.

При расчете множества строительных конструкций как правило нагрузки на конструкцию известны и расчет начинается с определения опорных реакций. Хитрость расчета нашей конструкции - монолитной фундаментной плиты состоит в том, что для упрощения расчетов может приниматься такая расчетная схема, при которой изначально известны опорные реакции (нагрузки от стен), а значение равномерно распределенной нагрузки (а это и есть давление на грунт) как раз и предстоит вычислить.

Расчет двухпролетной балки с консолями

Двухпролетные балки являются статически неопределимыми конструкциями, хоть с консолями, хоть без. Рассчитываются такие балки с использованием метода сил или метода опорных моментов. Ничего особенно сложного в таких расчетах нет, тем не менее, если пролеты у балки одинаковые, то далеко не всегда есть желание проходить всю процедуру расчетов с учетом того, что для бесконсольных двухпролетных балок с равными пролетами все основные данные для расчета уже давно определены и ничего считать особенно не надо. К тому иногда длина консолей изначально не задается и если стоит задача подобрать соответствующую длину для консолей, то производить каждый раз соответствующие расчеты желание пропадает и вовсе.

В таких случаях можно воспользоваться таким полезным принципом, как принцип суперпозиции, смысл которого в том, что если на какую-либо конструкцию действует несколько нагрузок, то рассчитывать конструкцию на совместное действие нагрузок вовсе не обязательно. Можно рассчитать конструкцию на действие каждой отдельно взятой нагрузки, а затем полученные результаты сложить.

Определение ширины ленточного фундамента

Определение ширины подошвы ленточного фундамента, много времени не занимает, если нагрузки на основание от стен и расчетные характеристики основания уже известны. Например, планируется такой себе домик на пару этажей со стенами из газосиликатных блоков. Для такого дома предполагался фундамент - монолитная плита. Однако расчеты показали, что одни только материалы для такой плиты будут стоить немало. А потому возникает стойкое желание узнать не будет ли ленточный фундамент дешевле по деньгам пусть даже и в ущерб надежности?

Предварительный план дома, использовавшийся при сборе нагрузок на основание при расчете фундаментной плиты, выглядел так:

Основные положения, принимаемые при расчете фундаментной плиты

Полученных данных вроде бы достаточно для расчета сплошного фундамента - монолитной железобетонной плиты, но тут возникает первая заминка. Дело в том, что на фундаментную плиту опираются по контуру наружные стены, а кроме того и внутренние стены, при этом соотношение сторон около 8/6 = 1.33, что значительно меньше 3, значит плиту следовало бы рассматривать как двухпролетную пластину с шарнирным опиранием по контуру.

Происхождение и характеристики грунтов

Сейчас не только под небольшие дома, но и под гаражи и даже сараи принято делать фундамент. Но вот каким этот фундамент должен быть, что такое основание и при чем здесь грунты, догадываются далеко не все.

Тема эта действительно очень большая и сложная, если пытаться решить вопрос устройства фундамента с чисто теоретической точки зрения. Однако далеко не всегда в этом есть необходимость, ведь строили же наши предки себе и богам жилье, слыхом не слыхав о теории сопротивления материалов вообще и о дисциплине - основания и фундаменты в частности. Да и древние греки, сделавшие фундамент обязательной частью сооружения и даже элементом классического дизайна, тайными знаниями сопромата не обладали, просто пользовались накопленным опытом и умели анализировать ошибки, потому некоторые из их построек стоят и по сей день.

Тем не менее иногда вникать в теорию расчета фундаментов все-таки надо и начинать это вникание следует с самого начала, т.е. с грунтов. Что же такое грунты?

Расчет осадки монолитной фундаментной плиты

Расчет фундаментов и в частности осадки основания, возникающей при строительстве дома - занятие в принципе не сложное, когда известны характеристики ниже залегающих грунтов, уровень грунтовых вод и прочие данные. Но дело в том, что при строительстве одно - двухэтажного дома, так сказать для себя, геологоразведка, позволяющая узнать вышеуказанные характеристики - явление достаточно редкое.

Как правило люди в таких случаях делают фундамент на глаз, не сильно углубляясь в расчеты. Да и зачем заказывать инженерно-геологические изыскания, если почти все вокруг закладывают фундамент на глаз? Между тем стоимость бурения нескольких скважин на будущем участке строительства и анализ залегающих грунтов стоят не так уж и дорого по сравнению с общей стоимостью дома - 300-1500$ (в зависимости от размеров будущего дома, количества скважин и других факторов). К тому же знание геологии участка позволит принять наиболее оптимальный тип фундамента, что может дать значительно большую экономию.

Расчет висячих свай по 1 группе предельных состояний, общие требования

Конечно же при расчете любого вида свай, хоть деревянных, хоть стальных, хоть железобетонных, хоть забивных, хоть виброопускных и т.п. следует руководствоваться действующими нормативными документами, в частности СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты". Требования по проектированию свай, изложенные в нормативных документах, достаточно подробны и обширны.

Вот только в малоэтажном частном строительстве, которому и посвящен данный сайт, используется очень ограниченное количество видов свай (в основном буровые и винтовые висячие сваи), да и нагрузки на такие сваи по большей части сводятся к вертикальным (если пренебречь расчетами на действие ветровой нагрузки ну и еще кое-какими случаями).

В связи с этим человеку, впервые в жизни столкнувшемуся с подобными расчетами, бывает довольно трудно пробраться сквозь лабиринт нормативных требований, к тому же изложенных достаточно сухим аркадемическим языком, выискивая в нем немногочисленные пункты, посвященные расчету выбранного вида свай. А потом пытаться эти пункты понять. Тогда хочется хотя бы примерно рассчитать свайный фундамент, пусть и с повышенным запасом прочности.

Армирование ленточного фундамента

Ленточные монолитные фундаменты обычно делаются под сплошные стены и в этом случае армирование фундамента по расчету вроде бы и не требуется.

Лента такого фундамента с точки зрения строительной механики представляет собой балку на упругом основании - грунте, и к этой балке приложена равномерно распределенная нагрузка - сплошные стены. А потому такая балка рассматривается как абсолютно жесткая и в дополнительном усилении арматурой не нуждается.

К тому же строили как-то наши предки дома без арматуры, а иногда и вообще без фундамента и ничего, некоторые из этих построек стоят и до сих пор.

Однако все не так просто, как может показаться на первый взгляд, по ряду причин:

Когда делается фундаментная плита

В последнее время при строительстве частных домов с малым количеством этажей в качестве фундамента все чаще люди собираются сделать монолитную железобетонную плиту. И хотя фундамент из такой плиты по цене обходится гораздо дороже ленточного или любого другого фундамента, тем не менее иногда делать такой фундамент имеет смысл

Виды фундаментов

Как правило при строительстве небольшого дома высотой в 1-3 этажа делается ленточный фундамент, причем и ширина и глубина заложения определяются на глаз. На этом вопрос: как правильно сделать фундамент? - закрывается.

Лично я ничего не имею против такого подхода к проблеме устройства фундамента - тысячи лет наши предки строили себе жилье и даже не всегда делали фундамент, и ничего, как-то выжили (точнее продлили род вплоть до нашего поколения) и даже оставили после себя не только малопонятные сказки и легенды, но и выдающиеся произведения архитектуры.

Утепленная шведская плита, достоинства и недостатки

В последнее время в стране появляется все больше приверженцев идеи устройства утепленной шведской плиты (УШП) в качестве фундамента своего дома. Всевозможные достоинства и особенности устройства таких плит горячо обсуждаются на строительных форумах. При этом чуть ли не единственным источником информации, более-менее заслуживающим доверия, является перевод на русский язык брошюры шведской компании Dorosell, занимающейся устройством термофундаментов в Швеции.

Глубина заложения фундамента

Возведение фундамента часто называют нулевым циклом строительства дома, не потому, что это простая и дешевая работа, а потому что почти не видная после постройки дома. Тем не менее правильно сделанный фундамент - это залог надежности всего дома, не даром кафедры оснований и фундаментов инженерно- строительных ВУЗов украшены фотографиями Пизанской башни, как примера неправильного фундамента и многих других менее известных строительных объектов.

Чтобы не повторить ошибки предшественников и не дать шанса профессорам пополнить коллекцию, при заложении фундамента следует строго соблюдать как минимум два основных правила:

Расчет наружной фундаментной стены. Теоретические предпосылки

В последнее время люди все чаще задумываются над тем, как и из какого материала сделать наружную фундаментную стену, а самое главное - как правильно ее рассчитать при том условии, что под полом первого этажа будет не просто земля, или говоря по-научному - основание, а подвал. Причем подвал не простой, а такой, чтоб в нем были разные полки, стеллажи и антресоли для варений, солений и прочих консерваций. Все потому, что идея выносного подвала, который во дворе и может рассматриваться как отдельное архитектурное сооружение, медленно отмирает.

Конечно же нормативных документов и различных руководств, посвященных подобному расчету фундаментной стены, существует великое множество. Вот только простому человеку в первый и возможно последний раз в жизни занявшемуся расчетами своего небольшого домика, данные руководства могут быть не совсем понятны. В данной статье мы рассмотрим в чем же состоит физический смысл подобных рекомендаций по расчету наружной фундаментной стены.

Виды свай

Свайный фундамент в последнее время становится все более популярным по множеству причин, в частности из-за относительно невысокой цены и быстроты изговления. Однако определение "свайный фундамент" мало о чем говорит специалисту, потому как на сегодняшний день существует достаточно много различных видов свай. А в зависимости от вида определяется несущая способность свай, что очень важно при расчете фундамента.

Впрочем, данная статья посвящена не расчету того или иного вида свай (всему свое время), а всего лишь классификации имеющихся видов. Статья написана на основании действующих нормативных документов, в частности СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты".

Зачем нужен фундамент. Краткая историческая справка

Фундамент нужен для того, чтобы дом опирался на твердое основание и прочно держался на земле. Вот в общем-то и все, что можно сказать об основном назначении фундамента. Однако, не смотря на эту кажущуюся простоту, расчет фундамента - одна из сложнейших задач современного проектирования.

Это кажется довольно странным, особенно в XXI веке, когда космические корабли уж полвека бороздят просторы большого театра. И причина такого положения дел совсем не в том, что хромает теория расчета. С теорией расчета никаких особых проблем нет, если известны все основные характеристики грунта.

Железобетонный сплошной фундамент

На слабых грунтах, характерной чертой которых является повышенное сжатие, оптимальным вариантом основания дома является сплошной фундамент. Начало строительных работ по возведению дома связано с определением качества грунта на месте постройки, глубины залегания грунтовых вод, уровня промерзания и материала, из которого будет осуществляться постройка. Кроме того, обязательно нужно определиться с этажностью здания, ведь от этого зависит нагрузка, оказываемая непосредственно на основание дома. Сооружение сплошного фундамента необходимо в тех случаях, когда нагрузка на слабый грунт довольно велика. Такой фундамент представляет собой монолитную бетонную плиту, расположенную под всей площадью здания.

Особенности монолитного фундамента

Монолитная плита

Главная особенность, которой обладает сплошной монолитный фундамент, заключается в том, что он способен выдерживать высокой степени нагрузки, так как плита изготавливается с использованием армированного каркаса, занимающего всю площадь здания. Такое основание имеет ровную гладкую поверхность и поэтому может выполнять функции пола цокольного этажа.

Для монтажа сплошного фундамента необходимо возведение опалубки и позволяет вести строительство дама на любом грунте.

Даже подвижный грунт неспособен нарушить целостность конструкции, а равномерно распределенная нагрузка дает возможность возводить на таком основании постройки как самые легкие, так и тяжелые, состоящие из двух и более этажей.

Монтаж сплошного фундамента оправдан при проведении работ по возведению построек:

на грунте с большим содержанием песка;
в заболоченной местности;
на просадочных и заторфованных грунтах.

Незаменимым является сплошной фундамент и в районах, характерной особенностью которых является нахождение грунтовых во близко к поверхности.

Использование сплошного фундамента необходимо при возведении зданий грунтах склонных к значительному вспучиванию. Плита, изготовленная из железобетона, расположена по всей площади возводимого здания и не теряет своей прочности и формы, перемещаясь при необходимости, вместе с грунтом.

Работы по сооружению сплошного фундамента

Первым делом перед началом работ потребуется выполнить расчет для определения:

Для того чтобы в значительной степени повысить прочность постройки площадь ее основания увеличивают на один или даже два метра в каждую сторону. Выполняя расчеты необходимо учитывать несущую способность грунта и увеличение нагрузки за счет межкомнатных стен, перекрытий, установленной мебели и техники. Для получения более точных результатов к значению веса самой постройки прибавляют 150 кг/м2 затем полученное число необходимо разделить на площадь дома. Учитывается и марка цемента, который используют для приготовления бетона.

Цемент марки М500 позволяет получить состав, который при застывании выдерживает нагрузку 500 кг/м2, соответственно толщина плиты основания будет не менее 50 сантиметров.

Используя железобетонные плиты, строители получают надежное и долговечное основание для легких каркасных конструкций и тяжелых многоэтажных зданий.

Монтаж сплошного фундамента

Заливка монолитной плиты

Железобетонные сплошные фундаменты возводятся в несколько этапов:

разметка участка, предназначенного для строительства;
возведение опалубки;
монтаж арматурного каркаса;
заливка бетона.

Для строительства небольшого дома обычной формы можно использовать готовые железобетонные плиты, но если проект будущего здания составлен с учетом пожеланий владельцев и дом имеет нестандартные формы и размеры, то необходимо заливать бетон в соответствии имеющимися данными.

Разметка

Перед тем как приступить к разметке участка следует тщательным образом подготовить площадку, избавившись от мусора и растительности. Потом необходимо с помощью уровня добиться идеально ровной поверхности, на которой и будет проводиться разметка. Перенос составленного согласно проекту плана будущего дома на поверхность земли требует использования специальных меток, колышков, шнурки.Строительная нить не должна быть изготовлена из капрона. Растягивающийся шнур не способен сохранить форму и размер, значит, выполненная разметка будет неточной. Посмотрите видео, как сделать разметку фундамента.

После того как будет готов котлован, на дне его обустраивают песчано-гравийную подушку, которая должна быть тщательно утрамбована. Поперек будущего фундамента по всей его площади прокладывают траншеи, дно которых выстилают геотекстилем, а затем засыпают их гравием и щебнем. Это необходимый дренаж.

Опалубка и каркас

Опалубка для сплошного фундамента выставляется, выступая за пределы котлована на 20 см по всему периметру. Дно котлована покрывают слоем щебня, толщина которого должна быть не менее 20 сантиметров, а сверху на него выливают раствор на основе цементно-песчаной смеси, выполняя первую стяжку и создавая ровную поверхность. Ее закрывают рулонными гидроизоляционными материалами и приступают к сооружению опалубки. По всему периметру котлована вкапывают опоры для досок или щитов, из которых и будет возведена опалубка. Работа выполняется под контролем уровня. Посмотрите видео, как поставить опалубку сплошного фундамента.

На поверхность первой стяжки укладывают армированную сетку, на расстоянии 20 см вертикально устанавливают прутки, к которым вяжется нижняя сетка и, позже еще одна, верхняя.

Скрепление конструкции выполняют с помощью отожженной проволоки. Использование сварки приведет к образованию мостиков, способствующих развитию коррозии.

Заливка бетона

Приступая к завершающему этапу работ, необходимо помнить, что для создания железобетонной плиты можно заказать готовый раствор, а можно приготовить его самостоятельно. Но время застывания составляет всего 3-5 часов, и потому приготовить бетон самостоятельно можно не успеть. Поэтому стоит потратить деньги и заказать миксер с готовым бетоном. Поданный раствор распределают по площади основания с помощью правила, а потом трамбуют, используя вибратор.

Над поверхностью готовой плиты не должно быть видно металлических составляющих, поэтому с помощью уровня еще до начала заливки на вертикальных прутах отмечается высота, соответствующая толщине фундамента.

Плитный фундамент

В статье рассказывается об особенностях сплошных плитных фундаментов. Очень подробно рассматриваются сферы их применения, эксплуатационные и конструктивные отличия. На первый план выведены прикладные вопросы, касающиеся технологи строительства фундаментных плит.

Плитный фундамент, он же «сплошной», он же «плавающий», он же «шведская, скандинавская плита» — это цельная плита, располагающаяся под всей площадью строения, заглублённая в грунт, или заложенная на нём. Есть несколько конструктивных вариантов плит — коробчатые, плоские, ребристые, сборные из дорожных ЖБ изделий, монолитные, с расширениями на углах, с армированием или без, утеплённые и холодные… Все они имеют свои отличительные особенности и конкретную сферу применения. Для частного загородного строительства по экономическим и функциональным характеристикам наилучшим образом зарекомендовали себя плоские монолитные плиты из железобетона толщиной от 20 до 40 см с утеплением. О них мы далее и поведём разговор.

Почему выбирают плитный фундамент

В малоэтажном строительстве, что нас, собственно, и интересует, данный тип фундамента по многим причинам будет предпочтительнее своих конкурентов (и ленточных, и свайных конструкций). Объясняется это преимуществами, как сугубо технического, так и околостроительного характера.

Сильные стороны сплошных фундаментов

Универсальность по геологии оснований. Плавающая конструкция может быть корректно применена на всех типах грунтов, в том числе слабонесущих, пучинистых, горизонтально-подвижных, с высоким уровнем грунтовых вод, вечномёрзлых…

Есть некоторые ограничения по рельефу — трудно строить такой фундамент на склоне, скорее всего, сваи будут предпочтительнее. Однако есть проверенные американцами технологии возведения плит на пригорках, которые в своей конструкции (в нижней части площадки) имеют элементы высоких монолитных лент. Ещё один подходящий для таких мест «кентавр» — свайный фундамент с низким ростверком в виде монолитной плиты.

Хорошая несущая способность. Это качество обусловлено специфической механикой взаимодействия «дом/плита/грунт». В следующей главе мы подробно рассмотрим данный момент. Коротко — плита имеет большую площадь опоры, поэтому давление на грунт основания очень низкое (от 0,1 кгс/см2). Следовательно, каменный дом в два этажа на плите можно возводить смело. Говорят, лифтовая шахта Останкинской башни стоит на монолитной плите.

Высокая пространственная жёсткость. Обусловлена она отсутствием швов и соединений, применением жёсткого армирования, массивностью конструкции и большой материалоёмкостью. Плитный фундамент отлично подходит для домов с «неэластичными» стенами, которые очень боятся даже самых малых (1–3 мм) подвижек несущей конструкции — кирпичные, газобетонные, шлакоблочные, из ракушечника и других минеральных материалов.

При наличии чрезмерно пучинистых грунтов и значительной чувствительности зданий к неравномерным деформациям рекомендуется строить их на малозаглубленных и незаглубленных монолитных железобетонных плитах, под которыми устраивают подушки из непучинистых материалов.

СП 50–101–2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».

Хорошие изоляционные характеристики. При грамотном исполнении не пропускает воду, препятствует теплопотерям через пол.

Несложная технология возведения, строится быстро. Просто размечается, минимум земляных работ, упрощённая конструкция опалубки, легко армировать и бетонировать. Может изготавливаться строителями с низкой квалификацией.

Условные недостатки плитного фундамента

Технически очень тяжело совместить в конструкции сплошную плиту и подвал.

Заливать плиту можно только при благоприятной погоде (немного проигрывает сборным и свайным забивным фундаментам).

Высокая стоимость. Повышенная материалоёмкость (бетон, арматура), конечно, накладывает свой отпечаток. Но если взглянуть на проблему в комплексе, то картина меняется кардинально — на других материалах, стадиях строительства, производственных операциях мы солидно экономим:

плита становится черновым полом первого этажа — не нужно делать перекрытие;
в массе плиты можно проложить водяной Тёплый пол, а не заливать для него отдельную стяжку;
для изготовления и раскрепления щитов опалубки необходимо меньше доски или листовых материалов (как минимум вдвое, по сравнению с ленточными конструкциями);
не нужно платить за вывоз/планирование большого объёма выбранного грунта;
уменьшается высота наружных стен, так как можно получить более низкий цоколь (а это недешёвые материалы отделки фасада, трудовые затраты…);
грузоподъёмная техника, бетононасосы, экскаваторы, забивные копры, буровые машины — не нужны, всё ограничивается автомобилями-миксерами;
можно возвести своими силами и не нанимать высокооплачиваемых профессиональных строителей, меньше риска финансово пострадать от «человеческого фактора» (проще технология).

Получается, что основной недостаток плитных фундаментов — это малая информированность отечественного застройщика об их преимуществах. А вот в северной части США и странах Скандинавии монолитные плиты стали фундаментом №1.

Принцип работы плитного фундамента

Ситуация

Плотность застройки растёт, людям всё чаще приходится строить на «плохих» грунтах (слабые, постоянно влажные, пучинистые, мёрзлые…).

Современные проекты загородных домов стали намного сложнее в смысле архитектурно-планировочных решений: различные части здания строятся в разную высоту (варианты в полтора этажа, пристроенные гаражи, особые решения для лестничных маршей и площадок…), неравномерное распределение несущих стен по площади застройки. Дома теперь больше, выше, тяжелее.

Проблема

Сверху на фундамент и на естественное основание оказываются неравномерные воздействия от дома. Снизу сложные грунты либо стремятся образовать местные провалы под строением, либо силами морозного пучения выталкивают здание, а потом, оттаивая, просаживаются. Возникает опасность появления деформаций и разрушения несущих конструкций.

Решение

Увеличить опорную площадь фундамента, снизив нагрузку от дома на естественное основание.
Максимально усилить пространственную жёсткость фундамента, равномерно перераспределить давление «сверху вниз».
Теплоизолятором разделить отапливаемые помещения от грунта под домом — таким образом, устранить неравномерность промерзания под строением (зимой под плитой грунт не оттаивает).

Все эти методы борьбы с «неравномерностями» заложены в принципе действия утеплённой монолитной плиты. Это своеобразная единая платформа под домом, которая не подвержена локальным изгибам (при грамотном проектировании), и без деформаций способна двигаться фактически вместе с грунтом — «плавать».

Особенности проектирования плитного фундамента

Проектирование плит существенно отличается от методов разработки других видов фундаментов. Здесь инженеры также учитывают все основные параметры грунта и все нагрузки (массу конструкций, эксплуатационный вес, снеговое давление). СП 20.13330.2011 никто не отменял.

Однако плитный фундамент необходимо рассматривать как единую, совместно работающую конструкцию «плита-надфундаментная часть». Поэтому в данном случае отдельное внимание уделяется детальному изучению конкретных узлов здания и несущей конструкции в целом, создаются и просчитываются чертежи дома с указанием эпюр распределения нагрузок, их направления.

Вся проблема заключается в сложности грамотного моделирования изгибающих нагрузок, возможных кренов, которые плита испытывает, и, соответственно, рассчитать её толщину, конфигурацию, потребность в армировании, в том числе и локальном. Наиболее эффективно конструирование фундаментных плит выполняется с применением специальных вычислительных комплексов, которые выдают очень подробные рабочие чертежи. Именно поэтому мы рекомендуем заказать расчёт фундаментной плиты в профильной организации, стоимость такой работы будет составлять от 5 до 10 тысяч рублей.

Наибольшее распространение получили плиты толщиной от 20 до 40 см, при этом очень интересна одна деталь: большинство расчётов показывает, что для одного и того же дома можно использовать различную толщину плиты, если правильно манипулировать процентом армирования.

Например, сплошной фундамент для какого-то абстрактного здания. При 20 сантиметрах — необходимо производить локальное «доармирование» особо нагруженных зон и не ошибиться в расчётах, при 25 сантиметрах — каркас можно вязать равномерно, особо не рискуя. А вот 30-сантиметровая плита, если сравнивать с конструкцией в 25 см, сэкономить на арматуре не позволит, зато бетона на неё пойдёт намного больше.

Исключительно грамотный расчёт позволяет лить плиты даже толщиной 15–18 см.

Заметим, что значительно усилить сопротивляемость плиты продавливанию, при этом снизить её общую толщину (читай материалоемкость) можно, делая локальные утолщения фундамента в зоне углов, стыка несущих стен, по всему периметру, под колонами. Такие усиленные плиты часто называют «американскими», в сечении они выглядят, как призма.

Плитный фундамент по площади не может быть меньше дома, должны учитываться все консольные участки. Например, если здание будет облицовываться кирпичом или другими тяжёлыми материалами, то плиту необходимо закладывать больших размеров, чтобы обеспечить опорную площадь для облицовки.

Технология строительства плитного фундамента

Так как плитные фундаменты часто используются в очень сложных геологических условиях, то к планированию и строительству плавающих конструкций предъявляются самые жёсткие требования, которые оговариваются многими нормативными документами, например, СНиП 3.03.01–87 «Несущие и ограждающие конструкции» или СП 50–101–2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». Естественно, для возведения фундаментных плит должны использоваться исключительно качественные материалы.

Строительство всех сплошных фундаментов производится примерно по одной и той же схеме:

Проектирование.
Разметка (в натуру выносят только контуры здания).
Удаление дёрна, выборка грунта (если необходима подушка/дренаж).
Прокладка заглублённых коммуникаций (вода, канализация).
Устройство подушки, дренажа.
Монтаж гидро- и теплоизоляции.
Сборка «тёплого пола».
Вязка и укладка арматурного каркаса.
Сборка и раскрепление опалубки.
Бетонирование.
Распалубка.

Давайте рассмотрим эти операции подробнее.

С проектированием мы более-менее разобрались. Строите что-то серьёзное — лучше закажите разработку проекта фундамента инженерам, однозначно сохраните нервы и деньги.

Вопросы проведения подготовительных работ, выноса разметки в натуру мы уже обсудили в статье «Ленточный фундамент. Часть 2: подготовка, разметка, земляные работы, опалубка, арматура» .

Что касается земляных работ. Если замена грунта (массивные подушки) и утепление не требуется, то достаточно снять только верхний плодородный слой, в противном случае, грунт естественного основания изымается в нужном объёме. Иногда, перед выемкой есть смысл выровнять зону застройки — сделать подсыпку. Тогда добавочный материал очень тщательно уплотняется виброплитой.

Самое главное условие — насыпной грунт под плитным фундаментом ни по каким характеристикам не должен уступать материковому (естественному).

Не стоит переживать о том, что под плитой будет сложно обслуживать коммуникации. Всё делается, как обычно: там, где будет техническое помещение, в плите всегда изготавливают приямок для ввода коммуникаций (возле труб закладывается пенопласт, или делается контур из опалубки), чем меньше он будет, тем лучше для жёсткости фундамента. В любом случае трубы нельзя замоноличивать наглухо. Под плитой коммуникации проходят в траншее, засыпаются дренирующими материалами. О дренаже линий коммуникаций читайте в статье «Как сделать дренаж на участке» .

Подушка является искусственным основанием, она предназначена для замены «плохих» грунтов. В качестве материала для подушки чаще всего выступает смесь песка и щебня, которые имеют хорошие дренирующие свойства, мало сжимаются, не пучинятся. Песчано-гравийная подушка укладывается слоями по 100 мм, и каждый корж тщательно трамбуется виброплощадкой. Если применяется чистый песок, то его нужно проливать водой.

Необходимо периодически контролировать горизонтальность каждого слоя подушек.

На участках с неблагоприятным водным балансом, под плитой (подушкой) рекомендуют заложить несколько дрен для отвода воды.

Большинство технологических карт по изготовлению сплошных фундаментов предлагают под подушку расстилать геотекстиль, который не даёт песку и гравию заиливаться (читай терять важные для нас свойства).

Чтобы гидро- и теплоизоляция хорошо легла и не была деформирована массой бетона, верхняя часть подушки должна иметь максимально ровную плоскость. Некоторые производители плавающих фундаментов предпочитают даже сделать стяжку-подготовку из пескобетона.

Подушка накрывается плотной полиэтиленовой плёнкой, или другими гидроизоляционными материалами, которые при бетонировании предотвратят утечки цементного молока. Листы кладутся с нахлёстом и проклеиваются/спаиваются.

На гидроизоляцию укладывается слой утеплителя толщиной до 100 мм. Раньше применяли пенопласт, сейчас все перешли на экструдированный пенополистирол. Некоторые строители считают, что утеплитель — не является обязательным слоем, но он снижает теплопотери через плиту, не позволяет грунту под плитой неконтролируемо, неравномерно оттаивать даже под отапливаемыми помещениями. Если вы хотите применить тёплый пол — то не будете обогревать землю, а всё тепло пустите в дом. В технологических картах иностранных компаний утеплитель (и подушку) рекомендуют прокладывать за пределы плиты.

Трубы тёплого пола посредством специальной сетки раскладываются прямо на листы ЭППС, естественно, они никакими материалами не утепляются, чтобы лучше отдавать тепло. В этом слое могут также проходить некоторые трассы отопления — вот они ведутся в рукавах и теплоизоляторах. Все концы выводятся из приямка для коммуникаций, система кольцуется, опрессовывается. Под давлением закачанный в трубы воздух предотвращает деформирование их при заливке бетона.

Армирование — пожалуй, самая сложная операция при строительстве плавающих фундаментов. Здесь допускается больше всего ошибок, как технологических, так и конструкторских.

Начнём с главного. Согласно СП 52–103–2007 минимальный процент армирования железобетонной плиты составляет 0,3%. Считают его следующим образом: берут поперечный срез плиты и высчитывают его площадь, высчитывают суммарную площадь среза всех арматурных стержней, сравнивают эти показатели. Если металлоёмкость бетона недостаточна, то увеличивают диаметр арматуры или количество стержней (уменьшают шаг). Для толстых плит применяют третий ярус металла, расположеный в толще плиты. Практика показывает, что чаще всего достаточно уложить два слоя арматуры диаметром 12–14 мм, и шагом в 150–250 мм.

Не забывайте, что в нагруженных зонах (колоны, несущая стена внутри здания…) может понадобиться дополнительное армирование, осуществляемое прокладкой вспомогательных продольных стержней в пределах призм продавливания.

В зависимости от конструкции здания под несущие стены и колоны иногда есть смысл делать вертикальные выпуски арматуры (СП 52–103–2007), которые обеспечат дополнительную жёсткость системы «плита-надфундаментная часть».

Наличие защитного слоя бетона — обязательное условие качественного армирования. Сетки арматурного каркаса выставляются на специальных полимерных подставках-грибках. Грибки нижнего яруса — небольшие, около 4–5 см. Грибки промежуточные (между двумя сетками) имеют высоту, зависящую от толщины плиты, так чтобы над верхней арматурой оставалось ещё около 5 см бетона (защитный слой). Грибки располагают один над другим, их общее количество (шаг) должно обеспечить достаточную устойчивость каркаса к нагрузкам, возникающим при бетонировании.

Запрещено применять всевозможные подкладки из древесины, камня, металла.

Торцы каркаса, верхний и нижний ярус, рекомендуют (СП 63.13330.2012) связывать между собой П-образными элементами из арматуры. Арматурные стержни не должны контактировать с опалубкой, так как следует обеспечить защитный слой бетона толщиной не менее 40 мм.

Изготавливается каркас вязкой арматурных стержней проволокой. Допускается применение электродуговой сварки, но тогда необходимо использовать арматуру класса а500с, или аналогичную, с индексом «С».

Ввиду большого объёма работ по армированию, бывает целесообразно воспользоваться унифицированными сварными сетками заводского изготовления. Полученные после укладки стыки обязательно разводятся в «шахматном» порядке — стыки готовых сеток нижнего яруса армирования должны перекрываться целой сеткой верхнего яруса.

Опалубка плавающего фундамента собирается очень просто, необходимо только выровнять каждую сторону периметра. Обратите внимание, что бетона используется много, и давление на щиты будет довольно серьёзное — поэтому очень качественно разоприте их от грунта.

Опалубку следует изнутри обернуть полиэтиленом, чтобы не допустить утечек цементного молока через щели. Как вариант, можно возле опалубки проложить листы ЭППС, потом они надёжно «прилипнут» к бетону и обеспечат вертикальное утепление плиты.

Пенополистиролом также разделяют сопряжённые с домом постройки, для которых необходим свой фундамент (гараж, крыльцо, терраса…).

Отдельный маленький контур опалубки изготавливают для приямка под коммуникации.

Бетонирование необходимо производить за одну рабочую смену. Наиболее рационально будет заказать привозку бетона миксером и прямо из лотка заливать фундамент. Для бетонирования отдалённых участков можно применить самодельный жёлоб.

Бетон должен быть в обязательном порядке уплотнён глубинным вибратором.

Для изготовления плитных фундаментов используется бетон с характеристиками, которые регламентируются СП 52–103–2007. Большинство строительных компаний, производящих плавающие фундаменты, предлагают заказывать бетон со следующими эксплуатационными свойствами:

класс прочности от В22,5 (марка не ниже М300);
коэффициент водостойкости от W8;
морозоустойчивость от F200;
подвижность П-3;
возможно, сульфатостойкий, если грунтовые воды высоко.

Учитывая отечественные реалии, частному застройщику лучше заказывать бетон, как минимум, на марку выше нормированной — будет больше шансов получить проектный класс прочности.

Далее следует производить манипуляции по уходу за бетоном. Когда плита наберёт 50-процентную прочность, опалубку можно снимать. Мы обстоятельно рассмотрели эти работы в статье «Ленточный фундамент. Часть 3: бетонирование, заключительные операции» , добавим, что на следующий день после заливки плавающего фундамента верхнюю плоскость плиты стоит затереть — это будет хорошая основа до монтажа любых напольных покрытий.

В Северной Европе и США плавающие фундаменты активно применяются уже более полувека, они временем доказали свою надёжность, функциональность и экономическую привлекательность. В нашей стране плиты тоже нашли своего застройщика. Из года в год сплошные фундаменты становятся всё популярнее, так как во многих случаях альтернативы им просто нет.

Сплошной фундамент

Необходимость возведения сплошного фундамента возникает при строительстве на так называемых «плавающих» грунтах, а также на почвах с высоким залеганием грунтовых вод. Например, на песчаных подушках, слежавшихся свалках, вспучивающихся грунтах.

Плитные фундаменты сооружаются под всю площадь здания в виде либо монолитной плиты, либо железобетонной решетки. Такой фундамент целесообразен для строительства небольших компактных сооружений, не требующих высокого цоколя, например, гаражи, бани, мастерские. Для возведения более массивных зданий прибегают к использованию ребристых плит или армированных перекрестных лент.

К плюсам сплошного фундамента относятся: его способность выравнивать вертикальные и горизонтальные перемещения грунтов, исключать проникновение в подвальные помещения грунтовой воды даже под большим гидростатическим давлением, а также простота сооружения. Наиболее часто этот тип используют для придания фундаменту качества пространственной жесткости. Но ввиду большого расхода материалов на его возведение, он весьма дорог для потребителя со средним уровнем дохода.

Сплошные фундаменты[10] проектируют в виде балочных или безбалочных, бетонных или железобетонных плит. Ребра балочных плит могут быть обращены вверх и вниз. Места пересечения ребер служат для установки колонн каркаса. Пространство между ребрами в плитах с ребрами вверх заполняют песком или гравием, а поверх устраивают бетонную подготовку. Бетонные плиты не армируют. Железобетонные армируют по расчету. При большом заглублении сплошных фундаментов и необходимости обеспечить большую их жесткость фундаментные плиты можно проектировать коробчатого сечения с размещением между ребрами и перекрытиями коробок помещений подвалов. На рис. 7 показаны различные варианты решений сплошных фундаментов.

Рис. 7. Сплошные фундаментные плиты

Эффективность применения того или иного типа фундаментов зависит от объема, стоимости, трудоемкости и расхода материалов.

Как следует из сравнения, наиболее экономичные из ленточных фундаментов — бутобетонные (табл. 1). Однако по трудоемкости и всесезонности предпочтительней сборные бетонные.

Свайные фундаменты экономичнее ленточных на 32—34 % по стоимости, на 40 % по затрате бетона и на 80 % по объему земляных работ. Такая экономия позволяет снизить стоимость здания в целом на 1 —1,5 °/о, затраты труда на 2 %, расход бетона на 3—5 %.[11] Однако затраты стали увеличиваются на 1—3 кг на 1 м 2 .

Читайте также: