Тонкости расчета фундаментной плиты

Современные дома возводят на разных фундаментах. Выбор напрямую зависит от нагрузок, рельефа подобранной местности, структуры и состава самого грунта и, конечно же, климатических условий. Эта статья раскрывает полную информацию о плитном фундаменте, доходчиво отвечает на вопрос, как правильно делать полный расчет, который поможет построить нужное основание.

Плиточный тип фундамента состоит из основания постройки, представляющей собой плоскую либо же с ребрами жесткости железобетонную плиту. Конструкция данного фундамента бывает нескольких типов: сборная или монолитная.

Сборным фундаментом называют уложенные готовые плиты, изготовленные на заводе. Плиты укладывают стройтехникой на предварительно подготовленное, то есть выровненное и уплотненное, основание. Здесь могут использоваться аэродромные плиты (ПАГ) либо же дорожные плиты (ПДН, ПД). У такой технологии имеется большой недостаток. Связан он с отсутствующей цельностью, а, как следствие, и с соответствующей невозможностью сопротивления даже самым небольшим передвижениям грунта. Именно по этой причине сборный тип плитного фундамента в основном применяют лишь на поверхностях из скального грунта либо на непучинистых крупнообломочных грунтах для сооружения маленьких построек из дерева в районах, где минимальная глубина промерзания.

А вот монолитный плитный фундамент – это одна целая жесткая железобетонная конструкция, что возводится под площадью самого строения.

По геометрической форме данный тип фундамента бывает нескольких видов.

• Простой. Когда нижняя сторона фундаментной плитки плоская и ровная.
• Усиленный. Когда нижняя сторона имеет ребра жесткости, которые расположены в вычисленном особыми расчетами порядке.
• УШП. Так называют утепленный тип шведских плит, которые относятся к разновидности фундаментных плит усиленного вида. При строительстве применяют уникальную технологию: бетонную смесь заливают в отдельно разработанный заводской тип несъемной опалубки, который и позволяет в дальнейшем формировать на упругом основании, вернее, в нижней ее части и на поверхности сетку заармированных и малых по размеру ребер жесткости. Также у УШП есть система подогрева.

Данная статья рассказывает о простейшем монолитном плитном фундаменте.

Первое достоинство – практически совершенная универсальность. Иногда в сети можно повстречать статьи, в которых говорится, что фундаментную плитку строить можно везде.

Получается своеобразный «бетонный корабль», у которого сверху надстройка из целого дома.

И все же здесь будет справедливым следующее замечание: единственный фундамент, позволяющий производить довольно надежное возведение на посадочных и сильнопучинистых грунтах, включая заболоченный тип почвы, – свайный фундамент. Такой тип фундамента используется, когда у свай вполне хватает собственной длины для закрепления в самых нижних несущих грунтовых слоях.

Морозный тип пучения, включая просадку, во время оттаивания либо проседания фундамента вследствие увлажнения грунтовой поверхности (к примеру, во время подъема грунтовых вод) происходить под поверхностью всей плитки одинаково не могут. В любом случае только одна из сторон сместится больше. Простым примером может стать весеннее оттаивание грунтовой поверхности. Процесс оттаивания будет протекать намного быстрее и с большей интенсивностью на южной стороне дома, нежели на северной. Тем временем плитка будет подвержена огромным нагрузкам, которые, кстати, она не всегда выдерживает. Все это скажется на строении: дом просто может накрениться. Будет не так страшно, если это строение деревянное. А если оно возводилось из кирпича либо блоков, могут появиться трещинки на стенках.

Плитный фундамент позволяет возводить дома даже на самых сложных грунтах, куда относят и среднепучинистый вид почвы, который обладает наименьшей несущей способностью, нежели, к примеру, ленточный грунт. Вот только переоценивать данную возможность не нужно.

Используют ли плитный фундамент во время возведения больших строений? Некоторые утверждают, что на монолитной плите можно выстраивать только самые легкие и вместе с этим недостаточно долговечные строения. Данное утверждение не совсем верное, поскольку при выборе благоприятных условий и верно спроектированном фундаменте с грамотным проведением строительной работы, плитный фундамент способен выдержать даже столичный ЦУМ. Кстати, здание это как раз и строилось на плите.

Слишком высокая цена. Такое мнение почему-то распространено. Практически все уверены, что плитный тип фундамента очень дорогой, дороже существующих видов основания. Также почему-то большинство считает, что стоимость составит около половины от имеющихся затрат на все последующие строительные работы.

При этом никто и никогда никакого сравнительного анализа не проводил. Также почему-то многие не учитывают, что во время строительства дома, например, делать полы не придется. Конечно, здесь говорится о черновой напольной поверхности.

Сложность самой работы. Часто слышится такое утверждение: «Для строительства фундамента плитного типа понадобится опыт квалифицированных работников». И все же, если прикинуть, станет понятным, что такие «мастера» сильно завышают расценки за свою работу. На самом деле только незнание технологии обычно приводит к ошибкам, а наворотить можно и с любым другим фундаментом.

Так с какими именно сложностями можно столкнуться во время работы с плитным фундаментом? При выравнивании площадки? Нет, здесь все также и ничуть не сложнее, нежели при разравнивании заглубленного ленточного фундаментного основания. Может, сложность с гидроизоляцией или с утеплением? Здесь, скорее, лучше совершать данные операции на ровной горизонтальной поверхности, нежели на вертикальных плоскостях.

Может, дело в вязке арматурного каркаса? Опять же нужно сравнить и понять, что проще, к примеру, можно взять арматуру, разложенную на площадке ровной, либо залезть руками в сам ленточный фундамент с его опалубкой. Может, дело в заливке самой бетонной смеси? В данном варианте все зависит не от выбранного фундамента, а, скорее, от особенностей отдельного участка, от того, сможет ли миксер подъехать к строительной площадке или придется мешать бетон вручную.

На самом деле возводить фундаментные плиты – физически непростая задача. Из-за достаточно большой площади возведения данную работу можно назвать нудной, но здесь не говорится, что потребуется помощь квалифицированных строителей. Поэтому с делом таким смогут справиться обычные «рукастые» мужчины. К тому же, если правильно следовать технологии строительства и СНиП столбчатого, плитного и другого фундамента – обязательно все получится.

Каждый нулевой цикл потребует провести расчет, который заключается, прежде всего, в определении толщины самой плиты. Данный выбор нельзя делать приблизительно, поскольку такое непрофессиональное решение вопроса приведет к получению слабенького основания, которое может растрескаться в морозы. Слишком массивное основание глубокого заложения не делают, чтобы не тратить неоправданно лишних денег.

Для самостоятельного строения домов можно использовать расчет, приведенный ниже. И пусть данные расчеты не сравнятся с инженерными, которые проводят в проектных организациях, все же именно эти расчеты помогут в осуществлении качественного заложения фундамента.

Следует изучить грунт, находящийся на выбранном участке под застройку.

Для проведения дальнейших расчетов потребуется выбрать определенную толщину для фундаментной плиты с соответствующей массой. Это поможет получить наилучшее удельное давление на имеющийся вид грунта. При превышающихся нагрузках строение обычно начинает «утопать», при минимальных – легкое морозное пучение грунтовой поверхности накренит фундамент. Все это вызовет соответствующие не слишком приятные последствия.

Оптимальное удельное давление для грунтовой поверхности, на которой обычно начинают строительство:

• мелкий песок либо пылеватый тип песка высокой плотности – 0,35 кг/см³;
• мелкий песок со средней плотностью – 0,25 кг/см³;
• супеси в твердом и пластичном виде – 0,5 кг/см³;
• суглинки пластичные и твердые – 0,35 кг/см³;
• пластичный сорт глины – 0,25 кг/см³;
• глина твердая – 0,5 кг/см³.

Основываясь на разработанном проекте будущего строения, можно определить, какой у дома будет общая масса/вес.

Приближенное значение удельной массы каждого конструктивного элемента:

• кирпичная стена со 120-миллиметровой толщиной, то есть в полкирпича, – до 250 кг/м²;
• стена из газобетона либо 300-миллиметровых пенобетонных блоков марки D600 – 180 кг/м²;
• стена из бревен (диаметр 240 мм) – 135 кг/м²;
• 150-миллиметровая стена из бруса – 120 кг/м²;
• 150-миллиметровая каркасная стена (утеплитель обязателен) – 50 кг/м²;
• чердачная из деревянных балок с обязательным утеплением, плотностью достигающей 200 кг/м³, – 150 кг/м²;
• пустотная плита из бетона – 350 кг/м²;
• межэтажная либо цокольная из деревянных балок, утепленная, плотность достигает 200 кг/м³ – 100 кг/м²;

• монолитное перекрытие из железобетона – 500 кг/м²;
• эксплуатационная нагрузка для перекрытия межэтажного и цокольного – 210 кг/м²;
• с кровлей, изготовленной из стали листовой, профнастила или металлочерепицы, – 30 кг/м²;
• эксплуатационная нагрузка для перекрытия чердачного – 105 кг/м²;
• с кровлей двухслойной из рубероида – 40 кг/м²;
• с кровлей керамической черепицы – 80 кг/м²;
• с шиферной – 50 кг/м²;
• снеговой тип нагрузки, применяемый к средней полосе российской территории, – 100 кг/м²;
• снеговой тип нагрузки для северных регионов – 190 кг/м²;
• снеговой тип нагрузки для южной части – 50 кг/м².

Площадь всей плиты рассчитывать нужно, опираясь на инженерный проект. Вес строения следует поделить на площадь, чтобы получить показатель удельной нагрузки, воздействующий на грунтовую поверхность. Кстати, полученный результат не учитывает фундаментную массу. Дальше предстоит сравнить получившуюся цифру с оптимальной сосредоточенной нагрузкой, далее можно подсчитать разницу, то есть узнать, сколько всего не достает до получения оптимального значения удельного давления. Полученную разницу нужно умножить на площадь самой плиты, чтобы получить в итоге необходимую массу фундамента.

Дальше получившийся результат массы фундаментной плиты делят на плотность железобетона 2500 кг/м³. Таким образом получат необходимый объем фундаментной плиты. Данный объем нужно поделить на значение площади этой плиты, чтобы получить ее толщину.

Получившуюся толщину нужно округлить до ближайшего самого большого или, наоборот, самого меньшего значения, которое кратно 5 сантиметрам. По уже округленным значениям нужно вновь пересчитать вес фундамента, складывая число с массой здания, чтобы определить расчетное удельное давление, действующее на грунтовую поверхность. Далее следует сопоставить полученный результат с оптимальным. При этом важно помнить, что эта разница не может превышать ±25%.

Удельный тип нагрузки от общего веса постройки воздействует на бетон внизу. Отталкиваясь от этого, нужно определить оптимальную марку бетона, что будет использоваться для заливания, с условием, что прочность бетонного покрытия сохранится на сжатии, то есть рассчитать на продавливание. В основном выбор стоит между марками М300, М200 и М250.

На самом деле такие расчеты считают простыми. Здесь понадобятся только знания, приобретенные в школе на уроках математики.

О том, как построить и рассчитать монолитный фундамент, смотрите в следующем видео.