Фундамент монолитная плита перевернутая чаша

Расчет фундамента перевернутая чаша

Среди множества разновидностей фундаментных конструкций особо выделяется такой вид основания здания, как «фундамент перевёрнутая чаша». Оригинальное название опорной конструкции возникло из-за вида основания в разрезе. Монолитная плита оснащена по периметру «выдвинутыми» в глубину грунта рёбрами жёсткости. Именно эти рёбра придают фундаменту вид перевёрнутой чаши (ФПЧ). Благодаря такой конфигурации плитное основание сооружения приобретает дополнительную жёсткость и значительно повышает свою несущую способность.

Условия возведения ФПЧ

ФПЧ, по сравнению с другими видами конструкций аналогичного назначения, является довольно массивным сооружением. Затраты материальных ресурсов (бетон, арматура, опалубка и прочее) на единицу площади основания строения превосходят показатели других опорных конструкций.

Фундамент перевёрнутая чаша один из самых дорогостоящих вариантов устройства оснований зданий и сооружений.

Сделать выбор такого типа основания «вынуждает» хозяев стройки ряд условий:

• высокий уровень грунтовых вод;
• наличие пучинистых грунтов;
• большая толщина залегания слабых грунтов;
• большой вес здания;
• высокий показатель сейсмичности.

Расчёт ФПЧ

Сооружение ФПЧ обходится в немалую сумму денежных средств. Понятно стремление заказчика построить основание дома с минимальными затратами. Чем точней будет произведён расчёт фундамента, тем больше удастся сэкономить средств. С другой стороны ФПЧ должен обеспечивать надёжное и устойчивое положение всего здания.

Толщина монолитной плиты

Проект определяет оптимальную толщину монолитной плиты, габариты рёбер жёсткости. Чтобы точно рассчитать толщину бетонной плиты, используют следующие данные:

• максимальная нагрузка от веса дома на единицу площади основания;
• расчётное сопротивление грунта;
• несущая способность железобетонной плиты с рёбрами жёсткости.

Схема устройства ФПЧ

Расчёт определяет, какой толщины должна быть монолитная плита, марку и количество арматуры, объём бетонного раствора, габариты рёбер фундамента. Как показала практика, включение в конструкцию плиты рёбер жёсткости позволяет уменьшить толщину плиты на 100 – 150 мм.

Возведение фундамента на свеженасыпанном грунте категорически запрещается. Недавняя насыпь не может обладать достаточным расчётным сопротивлением. Построенное здание на таковом основании будет давать ежегодную осадку.

Внешняя граница кладки несущих стен из кирпича должна отстоять от края плиты минимум на 300 мм. В случае установки колонн (для поддержки террасы или перекрытия второго этажа), оси опор должны быть расположены на плане фундамента таким образом, чтобы вектор под углом 45 о от центра колонны не выходил за пределы массива железобетона основания.

Построение вектора зоны воздействия колонны на фундамент

Для двухэтажного кирпичного дома достаточно возвести плиту фундамента толщиной 250 мм с рёбрами высотой 600 мм.

Глубина заложения ФПЧ

При расчёте глубины залегания фундамента следует учитывать, что боковая сторона плиты должна выступать над землёй минимум на 150 мм. Это нужно для того, чтобы кирпичная кладка цоколя дома была максимально изолирована от грунтового основания или от поверхности отмостки. Высота плиты под цоколем может быть различной, но не меньше минимального размера.

На основе многочисленных расчётов ФПЧ в различных условиях можно вывести усреднённый показатель глубины залегания плиты, который равен 100 – 200 мм. Следовательно, глубина погружения рёбер будет составлять 350 – 400 мм.

Выбор арматуры

Основную нагрузку в массиве ФПЧ принимают на себя продольные стержни периодического профиля. Для небольшого лёгкого строения применяют арматуру диаметром 12 мм. Если здание будет строиться из тяжёлых конструктивных элементов (кирпич, железобетон), то для изготовления арматурного каркаса плиты берут продольные стержни диаметром 16 мм.

Поперечные связи каркаса делают из отрезков арматуры того же диаметра. В некоторых случаях используют гладкую арматуру 8 мм.

Технология возведения фундамента перевёрнутая чаша

Технологический процесс устройства ФПЧ состоит из нескольких этапов:

1. Земляные работы.
2. Укладка щебёночно-песчаной подушки.
3. Устройство гидроизоляции.
4. Монтаж арматурного каркаса.
5. Опалубочные работы.
6. Заливка опалубки бетоном.
7. Уход за бетонным раствором.

Земляные работы

Земляные работы производят следующим образом:

• бульдозером снимают плодородный слой почвы до достижения нужного уровня грунтового основания;
• инженер-геодезист с помощью современных геодезических приборов (нивелир, тахеометр) производит разметку осей и углов, обозначающих границу фундамента;
• Устанавливают реперные конструкции из деревянных досок и брусков. На вертикальных стойках отмечают верхний уровень плиты, высоту щебёночной засыпки. На горизонтальных досках закрепляют саморезы. Нити, протянутые от саморезов, в пересечении отмечают углы дома;
• по периметру площадки вырывают рвы под устройство рёбер жёсткости;
• всю площадку трамбуют специальной техникой.

Укладка щебёночно-песчаной подушки

Утрамбованную площадку засыпают щебнем. Толщину слоя щебня делают соответствующей отметкам на реперах. После трамбовки производят контроль уровня слоя тахеометром, а горизонталь проверяют уровнем.

Засыпкой из песка нивелируют все изъяны горизонтальной поверхности подушки. Производят дополнительную трамбовку проблемных участков площадки.

Во рвах под рёбра производят такие же действия.

Устройство гидроизоляции

Гидроизоляция необходима для установки барьера на пути проникновения влаги из грунта в бетонный массив основания здания.

Необходимо отметить важную роль гидроизоляции в препятствии утечки цементного молочка из бетонного раствора в грунт. Если это будет происходить, бетонный монолит станет рыхлым и существенно потеряет свою прочность.

Площадку и рвы застилают строительной полиэтиленовой плёнкой или специальной распределительной мембраной. Мембрана значительно дороже плёнки, но и на порядок надёжней.

Видео «Монолитная плита – перевёрнутая чаша»:

Монтаж арматурного каркаса

Строение арматурной конструкции ФПЧ представляет 2 горизонтальные сетки, которые отделяются друг от друга поперечной арматурой. Арматура плиты по периметру переходит в армированный каркас рёбер жёсткости.

Установка арматурного каркаса ФПЧ

Для поперечных связей каркаса устанавливают отрезки гладкой арматуры диаметром от 8 мм до 10 мм. Все элементы каркаса скрепляют вязальной проволокой. Для плит под большой нагрузкой металлокаркас собирают с помощью электросварки.

Ручная обвязка проволокой узлов каркаса на большой площади плиты занимает довольно много времени. Для этого применяют специальные полуавтоматические вязальные инструменты, которые позволят существенно сократить сроки выполнения этой работы.

Опалубочные работы

Для изготовления опалубочных щитов и элементов крепежа обычно используют деревянные доски и брус из хвойных пород дерева. В качестве опалубки применяют также щиты из строительной фанеры.

Строительная фанера прочный и надёжный материал, который может служить в качестве многоразовой опалубки. Некоторые строительные фирмы такую опалубку сдают в аренду, что позволяет застройщику сэкономить средства.

Для сборки и складирования щитов оборудуют отдельный участок стройплощадки. Собранные щиты устанавливают по периметру фундамента. Верхний край щитов должен быть на 150 – 200 мм выше уровня монолитной плиты.

Во время сборки опалубочных конструкций геодезист контролирует вертикальность и уровень верхнего края щитов. Чтобы бетонный раствор не вытекал наружу через щели, внутренние поверхности щитов покрывают полиэтиленовой плёнкой.

Важно создание надёжной системы раскосов, упоров и стяжек. Если для перестраховки будут установлены лишние элементы крепежа опалубки, то это не принесёт вреда. В противном случае недостаточный крепёж может вызвать разрушение ограждений, что приведёт не только к финансовым потерям, но и к незапланированному увеличению сроков строительства.

Заливка опалубки бетоном

Главным условием заливки опалубки ФПЧ является то, что процесс бетонирования должен быть непрерывным и выполняться за один раз. Согласно нормативной документации перерыв между поступающими партиями бетонного раствора допускается в пределах 2 часов при температуре воздуха не более 18 о С.

Ручной замес или приготовление раствора с помощью бетономешалки производят для заливки небольших площадей плит. Если площадь заливки превышает 50 – 100 м 2 , то поставку бетона осуществляют автобетоносмесителями.

Залитый раствор в глубине уплотняют с помощью вибраторов гильзового типа. Гильза вибратора легко проникает в ячейки арматурной сетки. Этим достигается качественное уплотнение бетона на всю глубину плиты.

Для окончательного формирования ровной и горизонтальной поверхности монолита применяют виброплиту. Плита вибратора захватывает за один раз около 0,5 м 2 бетонной поверхности, что позволяет обработать всю площадь плиты за короткий срок.

Уход за бетонным раствором

По окончании заливки необходимо осуществлять контроль над процессом формирования монолитного бетона. Процесс полного отвердения бетонного раствора происходит в течение 30 дней. Ходить по бетону можно уже через 5 – 6 часов после окончания заливки.

В жаркую погоду происходит интенсивное испарение влаги с бетонной поверхности, что может привести к неравномерному застыванию раствора и потери его несущей способности. Чтобы избежать этого, плиту регулярно увлажняют. Для защиты залитого бетона от атмосферных осадков плиту укрывают полиэтиленовой плёнкой.

Взвешивая все плюсы и минусы, можно сделать вывод, что фундамент перевёрнутая чаша – это один из видов самых надёжных и прочных оснований не только для небольших сооружений, но и для крупных объектов.

Источник

Как залить плиту на ленточный фундамент — делаем «перевернутую чашу»

В малоэтажном строительстве существует несколько внешне схожих конструкций, изготавливаемых по разной технологии. Например, плиту можно залить на ленточный фундамент одновременно с ним или после отвердевания ленты на несъемную палубу. Еще одним вариантом являются полы по грунту. В первом случае получается перевернутая чашеобразная плита, во втором варианте плавающая стяжка, не связанная с фундаментом и стенами. Все нюансы этих конструкций будут рассмотрены ниже.

Фундаментная плита «перевернутая чаша»

Традиционно лучшим вариантом фундамента является плита. Однако эта технология обладает и самым высоким бюджетом строительства. Для снижения сметы без потери несущей способности и ресурса фундамента придуман вариант монолитной чашеобразной плиты, «перевернутой» на ребра жесткости. Этот комбинированный фундамент обладает преимуществами:

• экономия бюджета строительства – за счет ребер жесткости (аналог ленточного фундамента) можно снизить расход бетона, арматуры (монолитная плита толщиной 10 – 15 см);
• готовый пол по грунту – снижаются расходы на отделку;
• отсутствие подполья, подвала – экономия энергоносителя в системах отопления за счет меньших теплопотерь;
• встраиваемая защита от радона – под плиту достаточно уложить слой фольгированного гидростеклоизолона;
• отсутствие сил пучения – под подошвой здания промерзание грунта невозможно;
• качественный дренаж – отсыпка из щебня, крупного песка не позволяет бетону насытиться влагой.

Технология обладает недостатками – нулевая ремонтопригодность узлов ввода инженерных систем, необходимость дополнительного пространства внутри дома для их размещения. Проблема частично решается изготовлением дублирующих систем канализации и водопровода. Их закладывают под монолитную плиту, глушат, начинают использовать после засорения основных трубопроводов.

Согласно СП 50-101 от 2004 года, применение комбинированных монолитных плит в форме перевернутой чаши оправданно и разрешено в следующих случаях:

• высокий уровень УГВ – пол по грунту максимально приподнят над землей, защищен от воды слоем пенополистирола, рулонной гидроизоляцией, выполнен по щебню средней фракции, обладающему отличными дренажными свойствами;
• пучинистый грунт – вышеуказанными мероприятиями (дренаж, утепление) совместно с теплоизоляцией отмостки полностью исключено промерзание периметра жилища, вспучивание отсутствует;
• малоэтажные здания – 2 этажа + мансарда со стенами из любого конструкционного материала ( в том числе, кирпичная кладка, пено-, газобетон);
• средняя годовая температура ниже 0 градусов – этот вариант малозаглубленного фундамента не рекомендован на вечномерзлых грунтах.

При проектировании необходимо учесть, что каждые 5 см экструдированного пенополистирола под плитой равнозначны заглублению на 1,2 м. утеплитель следует заглублять минимум на 20 см, выпускать за периметр на 0,6 – 1,8 м в зависимости от региона эксплуатации.

Технология изготовления

В отличие от ростверков чашеобразный плитный фундамент полностью опирается на подсыпку из нерудного материала. Что позволяет строить на нем тяжелые кирпичные и бетонные стены. При этом снижается толщина бетонных конструкций, сечения арматуры ввиду увеличенной поверхности опирания.

Технология плиты на ленточном фундаменте при одновременной заливке этих элементов в опалубку выглядит следующим образом:

• разметка – установка обносок в углах на расстоянии 0,7 – 1 м от них, натяжение шнуров по осям стен, наружному, внутреннему периметру ленты;
• земляные работы – удаление плодородного слоя со всего периметра коттеджа, заглубление траншей для ленты на 30 – 70 см (ширина зависит от сопротивления грунта);

• дренаж – траншеи 50 х 50 см по наружному периметру котлована, укладка перфорированных гофротруб, монтаж смотровых колодцев (уклон 4 – 7 градусов для самотека в подземную емкость);

Укладка дренажных труб по периметру.

• подготовка ленты – 40 см песка, ПГС, щебня либо 20 + 20 см песка, щебня в любой последовательности пол слою геотекстиля;
• гидроизоляция подошвы ленты – полиэтиленовая пленка или гидростеклоизол с нахлестом 10 см;
• опалубка – щиты из фанеры, ОСБ, обрезной доски для наружного периметра выше внутренних на толщину плиты (10 – 15 см);

Установка и укрепление опалубки.

• засыпка внутренней части – послойная укладка 10 см нерудного материала с уплотнением виброплитой;
• гидроизоляция подошвы плиты – аналогично ленте;
• утепление – 10 – 20 см слой экструдированного пенополистирола вровень с бортиком внутренней опалубки;

• армирование – два пояса продольных стержней для ребер жесткости (ленточной части фундамента), два пояса арматурных сеток с ячейкой 10 х 10 – 20 х 20 см для плитной части, соединенных прямоугольными хомутами из гладкой арматуры;

Армирование плитной части, после обратной засыпки песком (с уплотнением) и утепления.

• бетонирование – заливка за один прием для обеспечения характеристик плитного фундамента, уплотнение насадками глубинных вибраторов, уход за бетоном в первые три дня (защита от пересыхания, дождя, мороза);

Готовый фундамент — плита на ленточном фундаменте.

• гидроизоляция – оклеивание, обмазывание либо пропитка пенетрирующими смесями.

В результате получается плитный фундамент сложной пространственной формы с оставшейся внутри него несъемной опалубкой и утеплителем.

Нюансы возведения

При строительстве чашеобразной монолитной плиты своими руками необходимо учесть нюансы:

• внутренняя опалубка остается вмурованной в конструкцию, поэтому вместо доски или фанеры часто используются L-образные полистирольные модули;
• диаметр продольных прутков для армирования ребер жесткости составляет 10 – 14 мм;
• хомуты изгибаются из 6 – 8 мм гладкой арматуры;
• для плиты чаще применяют проволочные сетки (6-10 мм толщины);
• при наращивании стержней необходимо располагать стыки вразбежку на расстоянии 60 – 80 см;
• минимальный нахлест арматуры 40 – 50 диаметров, в углах ее загибают на соседнюю стену;
• по краям плиты необходимы дополнительные П-образные элементы, которыми связываются между собой сетки разных уровней;
• по краям плита армируется чаще чем её основное тело.

При габаритах фундамента от 6 м технология имеет некоторые дополнения. Помимо ленточных элементов по периметру необходимы ребра жесткости в центральной части плиты. Их изготавливают через каждые 3 м параллельно сторонам здания. В результате получается решетчатая структура.

Технология плиты перекрытия цокольного этажа

Монолитная плита перекрытия цокольного этажа.

Самостоятельное изготовление монолитной плиты вместо перекрытия ПК по периметру ленточного фундамента позволяет сократить бюджет строительства в проектах с подземным этажом. Для этого необходимо установить опалубку, разместить на ней два армопояса, залить бетоном. При больших объемах работ заранее устанавливаются вертикальные перемычки, бетонирование следующего участка возможно после набора 50% прочности конструкцией.

Опалубка

Без монтажа палубы невозможна заливка крупноформатной плиты. Ввиду сложной конфигурации стен коттеджа палуба обычно изготавливается по месту, поэтому вначале необходимо собрать в нижнем уровне конструкцию из стоек, балок, ригелей по технологии:

• стойки – брусок 5 х 5 см с шагом 0,7 – 1 м;
• балки – сечение пиломатериала 10 х 5 см, опирание на стойки;
• прогоны – сечение 5 х 5 см, уложены на балки перпендикулярно им;
• палуба – обрезная доска толщиной от 2,5 см, фиксируется в нескольких местах к прогонам саморезами или гвоздями;
• пленка – обычно 0,15 мм полиэтиленовая, необходима для защиты бетона от обезвоживания, герметизации мелких щелей в палубе.

Для обеспечения пространственной жесткости стойки обычно усиливают двумя рядами стяжек (доска 2,5 см) на высоте 0,2 м, 1,2 м от уровня грунта подвала. На этом же этапе в опалубку монтируются закладные для узлов прохождения коммуникаций.

Армирование

Плиту усиливают арматурными сетками с прутками 6 – 10 мм, добавляя по периметру П-образные хомуты, связывающие пояса между собой. При профессиональном расчете можно значительно снизить расход арматуры, так как в средней части перекрытия можно использовать разреженные ячейки 30 х 30 и более см.

При больших размерах здания на этом же этапе необходимо смонтировать вертикальные перегородки для заливки плиты в несколько этапов. Для этого в щитах делают пропилы бензопилой, запускают в них нижний, верхний ряд арматуры, запенивают оставшиеся щели для герметизации. Для повышения адгезии отдельных участков плиты друг с другом используются выступы в торцах. Их получают установкой досок небольшой ширины изнутри перегородки.

Чтобы залить перекрытие по ленточному фундаменту, необходимо обеспечить непрерывную подачу бетона. Работы начинают с дальнего угла, постепенно заполняя опалубку, уплотняя смесь насадкой глубинного вибратора. Распалубка возможна в зависимости от температуры воздуха на 4 – 29 сутки (+30 – +5 градусов, соответственно).

Полы по грунту

В отличие от плитного фундамента «перевернутая чаша», МЗЛФ с полом по грунту имеет меньшую толщину (в пределах 20 см). Пол по грунту представляет собой плавающую стяжку, которая отделяется от ограждающих конструкций демпферной лентой по всему периметру.

Она не нагружает силовые конструкции здания, несет исключительно нагрузки от мебели и перегородок нижнего этажа. Технология плиты позволяет распределять нагрузки на все балки ленточного фундамента, имеет больший эксплуатационный ресурс.

Засыпка внутри фундаментной ленты

В своде правил для строительства СП 31-105 указано минимальное количество слоев для пола по грунту:

• подстилающий слой из нерудного материала (крупный песок либо мелкий щебень фракции 5/10 мм) толщиной от 10 см;
• 0,15 мм полиэтиленовая пленка для сохранения воды в бетоне при заливке и гидроизоляции подошвы;
• плита 5 см минимум из бетона марки В 12,5.

При проектировании и изготовлении необходимо учесть СП 29.13330 для полов, приложения СНиП 3.04.01.

Щебень применяют при высоком УГВ, если разрыв уровней грунтовых вод/пола гарантированно больше 50 см (вода не поднимается в отдельные сезоны вплотную к конструкции), достаточно уплотненного виброплитой песчаного слоя. Качество трамбовки определяют визуально – на песке не должны оставаться следы обуви.

Нужен ли полам утеплитель

При изготовлении пола по грунту в ленточном фундаменте рекомендуется следующий слой теплоизолятора:

• 10 см ПСБ-С минимально при газовом отоплении жилища (соответствует теплопотерям в пределах 6 Вт/м²;
• 15 см этого же материала для снижения теплопотерь до 4 Вт/м².

При использовании теплого пола в качестве основного обогрева здания теплопотери составят 7 Вт/м2 при 15 см слое пенополистирола, 10 Вт/м2 при 10 см слое утеплителя. Техническая полиэтиленовая пленка 0,15 мм укладывается под слой теплоизолятора. В качестве демпфера по периметру стен лучше применять Изолон толщиной от 8 мм.

Армировать или нет

Пол по грунту плавающего типа не является абсолютно жесткой горизонтальной диафрагмой. Поэтому, в отличие от плиты, прогибается под массивными перегородками. Причем, осадка будет неравномерной по умолчанию, так как перегородка обычно смещена относительно центра.

Например, при армировании сеткой с ячейкой 20 х 20 см из проволоки Вр 5 при нагрузках 250 кг на квадрат поверхности расчетный изгиб составляет 4 – 5 мм. Для перегородок это не страшно, однако без армирования величина деформаций превысит предельно допустимую, что грозит разрушением перегородки и плиты.

Заливка пола по грунту позволяет получить характеристики конструкции, аналогичные заводским плитам ПК.

Таким образом, все приведенные технологии можно выполнить для получения необходимого комфорта проживания. Для максимального ресурса лучше применять комплекс мероприятий по снижению сил пучения и гидроизоляции всех бетонных конструкций.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник