Правила расчета и возведения плитного фундамента

Ни одно капитальное строение не может обойтись без фундамента. Пусть даже он находится практически на Особое место принадлежит конструкциям на основе плит из каменных материалов.

Как бы ни расхваливали ленту и сваи, фундамент из плит в частном доме не собирается сдавать свои позиции. Встречается много наименований – многие знают о сплошном, о плавающем фундаменте, о шведских плитах и просто о плитах, у которых бывают различные формы. Все это далеко не случайно, потому что подобное основание для домов применяется в самых разных условиях и ситуациях. Очень важно правильно понимать, какова специфика плитного массива вообще и конкретного вида в частности. По мнению профессионалов, наилучшим образом для частного строительства подходят плоские опоры из железобетона умеренной толщины.

Плитная фундаментная система авторитетна не просто так, причины ее востребованности связаны как с инженерными, так и с иными соображениями.

Разложить плиту можно на любом основании:

• по грунту с ослабленными несущими свойствами;
• на вечной мерзлоте;
• в почвах с высокими скоростями горизонтальной подвижки;
• при значительном подъеме подземных вод;
• на участках, склонных к пучению.

Можно встретить упоминания о том, что плитный фундамент тяжело возводится на склонах и что свайный там эффективнее. Но это не совсем так. В практике строительства в зарубежных странах давно освоены гибриды плит и высоких лент монолитного исполнения либо сочетание свай с плитными ростверками. Независимо от местоположения, если все сделано правильно, несущая способность плитного фундамента будет очень высокой. Это качество обеспечивается повышенной площадью опоры; достаточно сказать, что Останкинская телебашня стоит именно на плите.

Солидный уровень пространственной жесткости обеспечивается исключением швов и жесткими схемами армирования. Оборотной стороной такого решения оказывается неотвратимо повышенная материалоемкость. Архитекторы рассматривают фундаменты из плит как оптимальное решение для построек с жесткими стенами, которые не должны сдвигаться даже в самой малой степени. Кирпичные и построенные шлакоблоков дома, сооружения из ракушечника и газобетона чувствуют себя на таком основании спокойно и уверенно. Железобетонная плита с малым заглублением или вовсе без заглубления неплохо подходит для работ даже на очень бурно вспучиваемых грунтах.

Сквозь плитное основание тяжелее просачиваться воде, вдобавок оно лучше ленты и свай по тепловым характеристикам. Сооружение с нуля требует минимального количества земляных работ, разметка конструкции не представляет особого труда, так же как армирование и бетонирование. Сокращается планка требований к квалификации строителей.

Вместе с тем, стоит учитывать и определенные слабости плитного фундамента:

• очень слабая совместимость с организацией подвала;
• большой расход бетонного раствора и арматуры;
• слабое представление многих людей о реальных характеристиках плит и их видов;
• возможность работы только при хорошей погоде.

Стоит учесть, что значительный расход материалов при заливке фундаментной плиты полностью оправдывается на последующих этапах работы, поскольку уже будет готов черновой пол для первого этажа, не придется создавать перекрытие. Можно будет непосредственно в массе плиты сформировать теплый пол, отказавшись от залива дополнительной стяжки. Чтобы сделать опалубку, потребуется значительно меньше досок или стальных листов, нежели при использовании лент. Так как сокращается объем извлекаемого грунта, понижается и плата за его вывоз.

ГОСТ предписывает ряд норм, которым должны соответствовать любые плиты, используемые для организации фундаментов. Согласно им, применять такие конструкции можно только для зданий и сооружений, рассчитанных на сейсмическую опасность не более 9 баллов. Неприемлема укладка таких плит без специальной защиты, если грунты и содержащиеся в них воды могут разрушать железобетон. А вот сопротивляемость сильным морозам (при температуре воздуха ниже -40 градусов) вполне достаточна. До начала строительства следует произвести полный набор геологических изысканий.

Перечень их определяется проектной организацией, отталкивающейся от технического задания на строительство. Обязательно проводится зондирование в статическом и динамическом режиме. Только так можно хорошо оценить прочностные, механические параметры грунтовой подложки. В ходе расчетов нагрузки официальные руководства по строительству позволяют игнорировать собственную массу создаваемой плиты, если она будет укладываться на песок. Рассчитывать взаимодействие основания с находящимися наверху конструкциями следует с учетом последовательности строительных работ.

Выбору расчетной схемы предшествует обязательно оценка сжимаемой толщи основания. Когда рассчитывается усадка будущего дома или иного строения, какие-либо нагрузки, включая природные, игнорировать категорически недопустимо. Чтобы исключить недоразумения от неоднородности при оценке свойств грунта, подложку условно разбивают на так называемые узлы. Предварительные размеры принимаются ровно такими, которые позволят гарантированно избежать продавливания слоя бетона под проектной нагрузкой. Учитывая множество возникающих нюансов, рекомендуется поручать проектирование специализированным организациям.

При строительстве домов бетонная плиточная основа не всегда одинакова.

Монолитная схема делится на три подтипа:

• без заглубления (с заливкой непосредственно на поверхности);
• с мелким внедрением (0,5-0,6 м);
• с глубоким внедрением (до 150 см, то есть до наибольшей глубины промерзания почв).

Индустриальное строительство подразумевает иногда и большие глубины закладки плит, но при сооружении жилых домов они не потребуются. Сплошная железобетонная плита куда лучше, чем цепочка сборных блоков, соединяемых цементным раствором. Сочетание даже строго однородных частей недостаточно долговечно, и основной проблемой оказываются как раз стыки. Еще одна проблема состоит в том, что опорная дорожная ЖБ-плита может быть доставлена и смонтирована на месте только при помощи дорогостоящих машин. Непосредственно на месте можно использовать как простой бетон, так и железобетон; ширина поверхностей, к которым прилагается нагрузка, по стандарту составляет 160 мм.

Плитный фундамент получится залить как следует только особым тяжелым бетоном. Выбор его марки в каждой конкретной ситуации строго индивидуален. Во внимание застройщики должны принимать как будущую эксплуатацию сооружения, так и климатические характеристики района строительства. Принимая окончательное решение, нужно сначала убедиться, что оно гарантирует устойчивость к промоканию и замораживанию. Армированные фундаментные блоки полагается начинять или стержнями из стали, или арматурной проволокой строго определенных сечений.

Дорожные ЖБИ привлекательны своими хорошими климатическими характеристиками. Достаточно сказать, что по прямому назначению их используют даже на территориях Крайнего Севера и в других регионах с жесткими погодными условиями. С прочностью тоже все в порядке – по дорогам, где использованы подобные плиты, разрешается пропускать тяжелую технику. Ранее использованные дорожные блоки не всегда качественные. Если же покупать совершенно новые, потребуется платить заметно большую сумму.

По опыту класть дорожные плиты лучше всего там, где нет необходимости в высоком цоколе. Это гараж, хозяйственная постройка либо летняя кухня. В случае с загородным домом или дачной постройкой владелец ограничен двумя этажами. Часть людей интересуется также плитными фундаментами из газобетона.

Согласно нормативам, действующим в РФ, строжайше запрещено использовать для фундаментного строительства:

• обожженные керамические изделия, содержащие пустоту или щель;
• силикатный кирпич и материалы на его основе;
• бетонные блоки со щелями либо пустотами;
• керамический кирпич, выпущенный по методу полусухого прессования;
• все ячеистые бетоны в любом виде.

Газобетон относится как раз к последней категории материалов, по той же причине запрещен и пеноблок. Существует целый ряд причин, по которым составители нормативных актов ввели столь жесткий запрет. Так, газобетонные блоки призваны сокращать массу ограждающих конструкций, и их удельная масса втрое или даже вчетверо ниже, чем у тяжелого бетона. Потому прочность и несущая способность оказываются недостаточными для решения поставленной задачи. Наполнение воздухом, улучшая акустические и тепловые качества, понижает прочность.

По механической крепости товарные бетоны опережают газобетон, потому что у них наполнителями выступают щебень из гравия либо гранита. Если еще остаются какие-то сомнения, достаточно принять во внимание, что несущие стены из газовых блоков не предназначены для поддержания плит перекрытий. Учитывая это, газобетон и пенобетон неприемлемы даже для надземных частей фундаментных конструкций. Газобетонные блоки, уложенные в стены, требуется покрывать слоем гидроизоляции извне и создавать паровой барьер изнутри. Заявления каких угодно бригад и подрядчиков о строительстве фундамента из газобетона свидетельствуют только об их малом профессионализме.

Просто выбрать подходящий тип плит недостаточно. Нужно тщательно оценить их необходимые размеры, и в первую очередь толщину. Расчет этих параметров отталкивается от заложенных в проект нагрузок.

Основное внимание уделяют:

• продавливающим нагрузкам;
• изгибающим силам;
• эффектам морозного пучения грунта.

Анализ многолетней практики показывает, что для каркасного дома из двух этажей, перекрытия в котором выполнены из железобетона, нужно класть в основание плиты толщиной 200 мм. Если конструкция дома легче, можно обойтись и плитой в 150 мм. Важно: эти цифры относятся только к самым простым случаям с минимальной нагрузкой. По мере роста тяжести дома и увеличения его габаритов возрастает и необходимая толщина плиты. Когда заранее известно, что дом будет эксплуатироваться круглый год, рекомендуется проводить теплоизоляцию.

Слой теплозащиты формируется и снизу от плиты, и сверху над ней. Эти материалы тоже стоит учитывать, чтобы сделать правильный выбор. Гидравлическая защита на участках, где грунтовые воды отделены от поверхности 1 м почвы и более, производится в упрощенном формате. А вот при высоком уровне почвенной жидкости такая практика противопоказана. Надежность и прочность плитного фундамента во многом зависит от того, насколько качественно выполнена песочная подушка под ним.

Наверху располагается гравий. Этот материал мешает влаге концентрироваться под подошвой основания. Отведенная вглубь вода попадает в слой песка, через который проходит еще дальше. Дополнительно песчаная масса обеспечивает равномерное распределение давления, гасит действие сил пучения. Под гаражами, где предстоит ремонтировать машину (а не просто хранить ее) глубина закладки фундамента делается большей, чем обычно, а сложность работы возрастает.

Чаще всего под гаражи монтируется монолитная плита по плавающей схеме. Она приемлема для абсолютно любого грунта и эффективно подавляет разрушение гаража при подвижках земли. Как и в домашнем строительстве, нет необходимости заливать дополнительную стяжку пола. Не составляет особых проблем обустройство теплых полов с отказом от классического радиаторного отопления или в дополнение к нему. Внимание: второстепенность сооружения по сравнению с домом не позволяет считать его менее значимым или второстепенным объектом.

Точные расчеты – верные помощники строителей в любом деле. Определять размеры постройки следует, вгоняя колья по углам. Глубина заложения плитных фундаментов под гаражами варьируется от 20 до 50 см. В этом случае, а также и при строительстве домов, прочих хозяйственных сооружений, площадь может увеличиваться, если оборудуется отмостка. Обязательно следует заранее просчитать необходимую гравийную засыпку по толщине и объему материала.

Данные для расчета свойств почвы рекомендуется получать опытным путем. Для этого роют яму глубиной 1,5 м; грунт в ней оценивают по уровню влажности, по химическому и структурному составу, по плотности. Кроме свойств подложки, во внимание следует принять тип строительного материала, наивысшую толщину снежного покрова, предполагаемую марку цемента. Наиболее надежная оценка получается при помощи нескольких ям, выкопанных в разных местах на одинаковом расстоянии друг от друга. Не стоит забывать о коэффициенте надежности, который позволяет создать запас прочности конструкции.

Непременным этапом при вычислениях становится определение той критической массы основания, при превышении которой вероятно оседание самой плиты и здания под создающейся нагрузкой. Когда при расчете получается необходимая толщина плиты свыше 350 мм, нужно предпочесть ленту или сваи, поскольку монолитная основа окажется слишком сложной и дорогой для большинства случаев. Толщина подсыпки из песка и щебня может варьироваться от 0,15 до 0,6 м – все определяют свойства местности и типичный климат. При глубинах промерзания свыше 1 м целесообразно делать подушку из 400-450 мм песка и 150-200 мм щебня. Теплозащита даже в южных областях РФ не может быть менее 0,1 м, а на северных территориях – от 0,15 м (с дополнительной прибавкой по влажности).

Целесообразно заливать бетон в фундаментную конструкцию непрерывно, потому рекомендуется заказывать поставку готового раствора. Кладут его обычно от дальних краев, при распределении смеси ее нужно уплотнять вибратором. Через 24 часа после залива бетонная поверхность должна быть полита водой. Если температура воздуха высокая, ее прикрывают пленкой и периодически увлажняют. При заливке бетонного плитного фундамента своими руками какие-либо работы можно выполнять, только когда прочность искусственного камня достигнет 200% от максимального уровня.

Сложные и тяжелые конструкции должны иметь опору, оснащенную ребрами жесткости. Траншея, опоясывающая фундамент, должна иметь глубину 0,5 и ширину 0,45 м. Ров полагается засыпать так же, как и котлован; обязательно проводится армирование и трамбовка. Заливка короба производится только после окончания этих манипуляций. Перед строительством газобетонного или иного облегченного дома на слабых или перенасыщенных водой грунтах перечень изысканий достигает максимума.

Пошаговая инструкция, при всей своей простоте, не позволяет гарантировать приличный результат, если рельеф местности сложен, а структура грунта противоречива. В такой ситуации целесообразно начинать с подготовки проекта специалистами, и желательно еще привлечь к работе хотя бы одного знающего строителя. Категорически неприемлемо самостоятельное строительство, если вода подходит к поверхности ближе чем на 1-1,2 м. Но даже в более благоприятном случае рекомендуется отбирать материалы и конструкционные элементы предельно тщательно.

Общая последовательность работ по стандартной технологии строительства подразумевает:

• выкладку подушки;
• монтаж опалубки;
• подготовку гидравлического барьера;
• протягивание коммуникаций;
• формирование арматурного каркаса;

• разлив бетона;
• уплотнение массы при помощи вибраторов;
• накрытие отливки полиэтиленовой пленкой примерно на 5 суток;
• демонтаж конструкций опалубки;
• завершение работ по гидроизоляции;
• отделку внешнего контура отмостки.

Хотя такое решение считается бюджетным, на качественных характеристиках это не отражается. Очень важно не просто залить котлован качественным цементом, но и подумать о характеристиках арматуры. Если она плохо уложена или непрофессионально связана, возникает риск, что такой элемент попросту не воспримет изгибающее усилие и не выровняет возникающее напряжение. Именно по такой причине, что немаловажно, и выходит из строя большинство сооружений на плитном основании. Когда сама работа по формированию опоры для дома или иной постройки завершена, стоит основательно сделать дренаж и отмостку.

Ошибки в двух указанных элементах очень быстро приведут к деградации самого фундамента. Заливать появляющиеся трещины и изъяны будет бесполезно, ведь порождающая их причина продолжит действовать. Сокрушающая сила мороза и влаги, объединившись, повредит фундаментную плиту с легкостью. Как считают профессионалы, помечать контуры на местности нужно немедленно после снятия верхнего слоя. Если ориентиры и нужные точки забудутся, неизбежно возникнут серьезные ошибки.

Труба для дренажной системы выводится в специализированный сток вне участка. Для уплотнения грунта рекомендуется приглашать каток или иную тяжелую машину. Ручная трамбовка и даже применение электрифицированных механизмов не всегда дают приемлемый результат. На чрезмерно влажных участках рекомендуется отсыпать тонкую гравийную оболочку из мелкой фракции камня. Впечатывая его в грунт, добиваются такого внедрения, чтобы даже проход в обуви со шпильками не оставил визуально заметных следов.

Закончив трамбовку, обычно выкладывают геологический текстиль. Вместо дорожного варианта специалисты советуют более плотную разновидность материала массой 0,15-0,2 кг на 1 кв. см. Набег полотен друг на друга составляет до 200 мм. Избежать подвижек текстиля при отсыпке сверху слоя песка помогают скобы, вонзаемые при помощи строительного степлера. Для передвижения центр котлована прокладывают дощатой дорожкой.

Гравийная засыпка производится камешками, слой мелкой фракции сменяется более крупной укладкой. Для гидроизоляции применяют стеклорубероид или другой рулонный материал. Полотна его заводятся друг на друга примерно на 100 мм. Чтобы швы не разошлись под действием «цементного молока», используют битумную мастику. Усиление углов в щитах опалубки производится приколачиванием распорок по горизонтали. Внешние участки гидроизоляции слегка выпускают на стенки плит и прикрепляют их через какое-то время.

Армирование фундамента на слабых грунтах проводится в два слоя, вторая группа прутов кладется по периметру, расстояние выдерживают в 3-3,5 см. Не рекомендуется приближать арматуру к верхней и нижней поверхностям плит больше, чем на 40-50 мм. Чем тоньше плита, тем более прочную марку бетона для нее нужно брать. Опытные строители советуют приобретать все стройматериалы непосредственно на предприятиях, поскольку каждый посредник – это не только лишние цены, но и риск потери качества. Нецелесообразно увеличивать толщину фундамента сверх меры, правильнее будет ввести в смесь пластификаторы, помогающие избежать ускоренного расслоения.

Чтобы сократить расходы на эксплуатацию дома и продлить срок его службы, рекомендуют проводить утепление цоколя минватой. При этом проводится целый ряд работ, которые нужно знать досконально. По статистике, на цокольную часть подвала приходится до 15-20% тепловых потерь, а если остальные части дома основательно не утеплены, этот процент еще больше. Когда подбирают утеплительный материал, ориентируются не только на низкую теплопроводность, но и на надежную защиту от промокания. Наилучшим образом требованиям отвечают специальные плиты и напыляемые покрытия.

Минеральная вата тоже может быть применена, но придется позаботиться о дополнительном прикрытии ее. Утепление цоколя изнутри и снаружи проводится по идентичной технологии. Надо выбирать либо одно, либо другое. Когда цокольную часть фундамента утепляют извне, утеплителю предшествует паровой барьер, а если работа идет изнутри – сначала создается гидравлическая защита. Разница есть еще в финишной отделке – внутри используют листы гипсокартона, снаружи приемлемы лишь керамический гранит и устойчивые к влаге плитки.

Минеральная вата при утеплении цоколя должна иметь уровень проницаемости для водяных паров минимум 0,5 мг в минуту. Когда над ватой предстоит создавать штукатурный слой, минимальная допустимая плотность составляет 0,15 кг на 1 куб. м. Рекомендуется для утепления брать лишь материалы проверенных временем, хорошо известных производителей. Нельзя забывать об опасности для органов дыхания и о необходимости защиты рук. Работать с ватными утеплителями следует в плотной, непроницаемой одежде.

Класть утепляющие слои нужно только на подготовленную поверхность. Ее зачищают основательно и убирают даже самые незначительные дефекты. Перепад высоты от 1 см неизбежно нарушит плотность укладки. Но и менее выраженные отклонения сильно затруднят работу. Выравнивание стен плитного фундамента чаще всего производится за счет гипсовой штукатурки. Необходимость в такой работе поможет оценить строительный уровень.

Подбетонку из щебня нельзя считать надежным способом. Причина – малая жесткость, не дающая качественно выполнить последующие работы. Эта проблема проявляется только при сооружении домов. Для хозяйственного сарая, уличной мастерской, беседки или небольшой бани никакой разницы нет. Повышение гидроизоляционных свойств лучше всего достигается за счет битума. Рубероид и полиэтиленовые материалы защищают фундамент от влаги хуже.

Песочная подбетонка оптимальна весной и в осенние месяцы, когда грунт изменяется.

Точные параметры подбетонки и вид прослойки подбирают с учетом:

• типа подложки;
• сейсмической активности в данном месте;
• застройки прилегающей территории.

Для фундаментов из плиты и ленты наиболее надежным решением во многих случаях становится не щебень и даже не песок, а прочный армирующий каркас из бетона. Для этой цели обычно берут низкокачественные разновидности раствора. Необходимая прочность достигается уже для слоя в 100 мм, если только нет активной циркуляции подземных вод. Когда такая циркуляция обнаружена, следует применять поверх песочной подушки для подбетонки влагостойкие пленки. Поверх них еще дополнительно кладется упрочняющий каркас с размером ячеек 600х600 мм.

Марка бетона для основного слоя фундамента, в отличие от подкладки для него, должна быть очень высокой. Крайне слабые породы грунтов, как бы сложно это ни было, нужно постараться снять полностью. Если экскаватор где-то копнул глубже, чем требуется, нельзя засыпать выемки извлеченной почвой. Для этого подходит исключительно тот песок, который не позволит постройке оседать. Дренажные отводы для жидкостей копают заблаговременно, учитывая, какой создается перепад высот.

О правилах расчета и возведения плитного фундамента смотрите в следующем видео.