Фундамент монолитная плита толщина бетона

Монолитная фундаментная плита — какая должная быть толщина, как выполнить расчет

Привычный и недорогой в исполнении ленточный фундамент не всегда получается реализовать на конкретном объекте строительства. Обычно это происходит из-за подвижности грунта, его склонности к морозному пучению. Вариант закладывания углубленной ленты с опущением подошвы ниже уровня промерзания грунта приводит к серьезному удорожанию проекта, усложнению работ.

Альтернативой выступает монолитный фундамент. Он идеально подходит для массивных сооружений, особенно, если они возводятся на неустойчивых подвижных грунтах. На первом этапе очень важно правильно выполнить расчет толщины плитного фундамента.

Основные элементы монолитной плиты

Элементы монолитной плиты фундамента

Такой тип фундамента имеет и другое название — плавающий.

Все дело в равномерном распределении огромной нагрузки по всей поверхности.

В результате удается снизить удельное давление до предела. Плита словно плавает по поверхности, колеблясь, повторяя движения слоев почвы. При этом не происходит осадка фундамента.

Основные части монолитной плиты:

• подушка из песка и щебня. Глубина залегания подушки — показатель индивидуальный. Зависит от климата региона, характеристик грунта;
• основание. Здесь необходимы расчеты: минимальная толщина, расстояние между ячейками армирующего каркаса (общее количество — две). Также зависит от марки используемого бетона, толщины арматурного прутка, шаг, количество прутьев, тип строительного материала для возведения коробки, общая нагрузка с крышей.

Важно: перед началом земляных работ необходимо будет провести геологические изыскания грунта. От полученных данных зависит правильный расчет основания под дом.

Воспользоваться всеми преимуществами данного типа основания получится только в том случае, если толщина монолитной плиты будет соответствовать параметрам постройки, реальным условиям эксплуатации здания, требованиям, которые предъявляются для грунта на данном участке.

Толщина монолитной плиты фундамента

При составлении проектной документации должна быть учтена масса будущего строения. Показатели давления, создаваемые двухэтажным домом, во много раз превзойдут те, которые создаст одноэтажный.

Совокупная нагрузка на плиту — вот тот ключевой момент, от которого и зависит минимальная толщина плиты.

Преимущества монолитного фундамента

Как правило, в нашей стране предпочитают строить дома выше одного этажа. Суммарный вес такого строения можно назвать очень большим, поэтому толщина фундаментной плиты для двухэтажного дома должна иметь прочностный запас. Это позволит равномерно распределить нагрузку, создаваемую даже самым тяжелым строением, а обустройство плиты не вызовет особых проблем даже у начинающего строителя.

Можно выбрать:

• мелкозаглубленный вариант — зависит от этажности дома (заглубление до 60 см). Ограничение — малоподвижные, малопучинистые грунты;
• сильнозаглубленная монолитная плита — подходит для 2-3 этажных домов, для подвижных, подтопляемых, пучинистых грунтов.

Определение нагрузки на основание

Нагрузка, создаваемая строением — самый важный показатель при расчете такого показателя, как «минимальная толщина фундаментной плиты».

Помимо геологических изысканий, которые выполняются специалистами, необходимо будет определить:

• тип строительного материала, из которого планируется возводить стены дома. Он должен быть известен еще на этапе проектирования. Стоит понимать, что толщина основания под дом из бетона, цементных, пеноблоков и подобного материала с железобетонными перекрытиями создаст существенную нагрузку на плиту. Особенно, если он будет двухэтажный. А вот деревянное строение (например, по каркасной технологии) с перекрытиями из дерева будет гораздо легче. Соответственно, фундаментная плита под дом будет гораздо тоньше. Это позволит существенно сэкономить на материалах;
• динамические и статнагрузки. К последним относят нагрузку, создаваемую стенами, крышей строения, всем тем, что планируется разместить внутри дома. Динамические — нагрузки, которые имеют свойство возрастать и убывать. То есть они непостоянны и могут зависеть от ряда обстоятельств. Например, сезонные — снеговая нагрузка на крышу;
• марку бетона.

Важно: когда вы получите расчеты нагрузки на каждый квадратный метр нужно будет учесть запас. Его еще называют коэффициентом надежности. Для разных типов строительного материала он отличается и определяется строительными нормами и СНиП. Например, для бетонных плит перекрытия этот показатель составляет 1,3.

Как рассчитать толщину фундаментной плиты

Мелочей при устройстве монолитной плиты нет. Все элементы и этапы важно выполнить правильно. Тогда основание будет крепким, а дом не будет осаживаться, давать трещины и разрушаться.

Песчаная подушка

Прежде, чем приступать к расчетам толщины плиты, необходимо вычислить параметра песчаной подушки. Она выступает в качестве основания для бетона. Допустимые показатели для такого типа фундаментного основания — от 20 до 60 см. Используемый материал — мелкозернистый песок.

Однородность песка, из которого выполняют подушку, важна. Подушку не просто отсыпают до нужного уровня, но тщательно трамбуют и выравнивают. Рекомендуется использовать для этих целей механизированный способ — виброплиту. В процессе трамбования необходимо поливать песок водой. При намокании он становится более податливым, гораздо лучше уплотняется.

Важно: трамбование мокрого песка повышает несущую способность конечного основания, но готовый слой может уменьшиться на 1-1,5 см.

Верхний слой песчаной подушки — щебень. Достаточно будет насыпать 5-10 см среднезернистого камня. Щебень уплотняют, выравнивают. В конечном итоге должна получиться подушка — утрамбованная и ровная (по нивелиру).

Подушка из щебня

Выбор глубины:

• если недалеко от поверхности пролегают грунтовые воды — не менее 60 см;
• при глубоком пролегании вод и плотном грунте — 20 см.

Арматура

Арматурный каркас находится внутри монолитной плиты. Необходимо будет определить не только общую длину, но и допустимый диаметр, минимальный шаг между прутками, возможность применения сетки.

Рекомендации:

• вязать арматуру в два слоя;
• первый слой должен проходить на высоте от 5 см от песчаной подушки;
• второй слой — ниже самой высокой точки будущей монолитной плиты на 5 см;
• шаг — не более 50 мм;
• для связывания сетки использовать вязальную проволоку — она позволит арматурному каркасу «гулять» в период пучения грунта. Это сведет к минимуму риск разрыва.

Расчет толщины плиты

Точный расчет толщины плитного фундамента необходим не только для того, чтобы он мог выдержать строение, но и для того, чтобы определить объем бетона. Чтобы понять, какой объем понадобится для заливки нужно толщину основания умножить на площадь подошвы.

Принцип расчета

На тематических форумах присутствует общая информация о возможной толщине плитного фундамента — от 150 до 300 мм. При этом отмечается, что для хозяйственных построек толщина может уменьшаться до 100 мм, а для массивных увеличиваться — 350-450 мм.

Рекомендуется ориентироваться на показатели:

• легкие бытовые помещения — 10-15 см;
• каркасные, одноэтажные деревянные или из газоблока дома — 20-30 см;
• двухэтажные брусовые, бревенчатые строение, кирпичные и газосиликатные дома в один этаж — 25-35 см;
• каменные дома в 2-3 этажа — 40 см.

При использовании таких показателей, заливке качественным бетоном марки М300, армирующей сетке с частым шагом запас прочности конструктива очень высокий. Многие начинающие строители не понимают необходимость дополнительных расчетов. Здесь в дело вступает уже другое преимущество монолитной плиты. Конечно, она выдержит нагрузку, но будет ли основание «плавать».

Пример расчета

Габариты фундаментной плиты для двухэтажного дома — 10х10 метров. Шаг армирующего каркаса — 20 см, два слоя прутков (d=14). Вертикальные стержни d=8 мм. Бетон для заливки марки М250, толщина плиты 25 см. Считаем:

1. Площадь фундамента — 10 м х 10 м=100 м2.
2. Кубатура бетона — 100 м2 х 0,25 м = 25 м3.
3. Расчет необходимого количества арматуры (учитываем защитный слой плиты) — 10000 мм — 60 мм = 9940 мм (длина прутка). У нас шаг равен 20 см, исходя из этого проводим вычисление количества прутков для 1 направления (9940/200 = чуть меньше 50 штук). Теперь нужно подсчитать сколько штук необходимо на две стороны (50 х 2 = 100 штук). А затем на два слоя плиты (100 х 2 = 200 штук).
4. Вычисляем общую длину — 200 х 9,94 м = 1988 метра. Для справки: масса одного метра арматуры d14 равна 1.2 кг. Вычисляем массу всего рабочего армирования — 1988 х 1,2 = 2385,6 кг.
5. Теперь переходим к вертикальному слою — разница в диаметре 6 см (14 см — 8 см). Разница с толщиной плиты равно 19 см (25 см — 6 см защитный слой). Здесь шаг будет 40 см, значит количество прутков — 25 шт. Понадобится 625 единиц (25 х 25). Отсюда масса — 625 х 0,19м х 0,395кг = 46,9 кг.
6. Для расчета гидроизоляционного слоя берем размеры самой плиты и добавляем небольшой запас — 105 м2.
7. Песчаная подушка — перемножаем длину и высоту подушки, учитывая необходимость выхода за пределы 10 см со всех сторон. Расчет: 10,1х10,1х0,5=51,05 м3 песка.

Важно: средний показатель толщины монолитной плиты для разных категорий (этажности, материала) указан выше. На его основе необходимо проводить все детальные расчеты.

Если фундамент не превышает по высоте 150 мм, будет достаточно однослойного армирования. Если более — только двухслойное.

Монолитный фундамент имеет много преимуществ — универсальный, легковозводимый, позволят строить дома из тяжелых материалов более 1 этажа, отлично себя «чувствует» на подвижных грунтах. Чтобы избежать проблем, необходимо соблюдать рекомендации по армированию, и правильно применить показатели толщины монолитной плитной основы. Такой фундамент выдержит все вертикальные сезонные деформации почвы, не треснет, не осядет.

Источник

Сколько должна составлять толщина плиты фундамента и как правильно сделать расчеты показателя?

Толщину плитного фундамента рассчитывают на основании норм соответствующих сводов правил и СНиП.

Зная оптимальную величину параметра, застройщик может оставаться уверенным в прочности основания под строящееся сооружение, а также определить потребность в количестве бетона для плиты.

В статье расскажем о том, какой должна быть толщина фундамента из монолитной плиты, от чего зависит цифра и как сделать правильные расчеты.

От чего зависит показатель?

Плита в рассматриваемом случае представляет собой монолитное армированное основание под всей площадью сооружения.

Силовая конструкция состоит из принципиально значимых слоев:

1. уплотненной подушки из нерудных материалов;
2. теплоизолятора и гидроизолятора;
3. подбетонки, а также непосредственно бетонной плиты со вмурованным арматурным каркасом.

Толщина монолита определяет прочность и надежность основания и зависит от ряда параметров, в том числе:

• характеристик грунта под опорной площадью основания;
• глубины закладки силовой конструкции;
• проектных нагрузок, которые определяются конструктивными особенностями сооружения, условиями эксплуатации, климатическими условиями в регионе.

Профессиональные проектировщики учитывают все перечисленные факторы, для чего требуется доскональное понимание технологии и опыт в закладке плитных конструкций.

• толщины арматуры;
• промежутка между арматурными поясами;
• толщины бетона над и под арматурным каркасом.

Как правило, если сложить три указанных параметра, то получают значение толщины плиты в пределах от 0,2 до 0,3 м. Конечный показатель регулируют, учитывая особенности грунта, равномерность залегания пород и сложность конструкции будущего здания.

Помимо косвенной оценки, которую дают практикующие строители, согласно установленным нормам необходимо проверять выбранную толщину плиты относительно параметра – оптимальное удельное давление сооружением на грунт (подробнее в таблице).

Если давление, которое по проекту будет оказывать здание на грунт, будет отличаться от справочного значения не больше, чем на 25% в большую или меньшую сторону, то считают, что толщина плиты выбрана правильно.

Оптимальное значение распределенной нагрузки (кгс/см²) в зависимости от типа грунта
пластичные глины, супеси	0,50
плотные пески, суглинки	0,35
пески средней плотности, твердая глина	0,25

Минимальные цифры по СНИП, СП

Согласно действующим стандартам (СНиП 2.02.01-83 и СП 50-101-2004), минимальная высота всего фундаментной конструкции с учетом всех слоев будет равна не меньше 0,6 м, при этом минимальная толщина самой плиты – 0,10–0,15 м.

При условии соблюдения правил СНиП и СП, наименьшее значение параметра допускается использовать в том случае, если выбран бетон марки не ниже М300 с прочностью В22,5.

Для того, чтобы обеспечить необходимый резерв прочности, застройщик должен провести армирование плиты, что в конечном счете позволит фундаменту быть стойким к деформирующим воздействиям со стороны грунта.

Выбор необоснованно толстой плиты приведет не только к перерасходу материальных и трудовых ресурсов. Значительное давление со стороны дома вместе с монолитным фундаментом со временем будет сопровождаться проседанием конструкции в грунте.

Чрезмерно «легкое» давление, свою очередь, приведет к тому, что плита будет перемещаться при малейших подвижках грунта (например, при оттаивании земли весной), уменьшая эксплуатационный ресурс всей постройки.

Исходя из вышеизложенного следует, что в задачи проектировщика входит выбор минимальной допустимой толщины плиты в зависимости от типа грунта, суммарных нагрузок и других факторов.

Усредненные показатели для разных строений

Разброс допустимых значений толщины плиты монолитного основания достаточно невелик. В частном домостроении можно ориентироваться на следующие показатели:

Тип постройки	Толщина плиты, м
Легковесные постройки, садовые сооружения	0,10–0,15
Кирпичные туалеты, гаражи, бани	0,15–0,20
Одноэтажный каркасный, деревянный или пенобетонный дом	0,20–0,25
Одноэтажный дом из кирпича или бетона	0,25–0,30
Двухэтажный дом	0,30–0,35
Кирпичный дом или постройка из других тяжеловесных стройматериалов в несколько этажей	0,30–0,40

Приведенные в таблице значения позволяют оценить, как толщина плиты зависит от сложности и веса возводимого сооружения. Увеличивать толщину до 0,5 м нецелесообразно, поскольку конструкция потеряет основное преимущество «плавающей» плиты – возможность перемещения вместе с сезонными подвижками грунта. Точные показатели получают расчетным путем на этапе проектирования плитного основания.

Как рассчитать?

Самый простой способ расчета толщины плитного основания основан на суммирование трех параметров:

• промежутка между армирующими поясами;
• толщины прутьев;
• толщины защитного бетонного слоя вокруг каркаса (от 4 см)

Правила армирования железобетонных фундаментов регламентируются соответствующими параграфами в СНиП 52-01-2003 и СП 52-103-2007.

Более обоснованный расчет ведут по нагрузкам от будущего сооружения. Например, для легкой постройки сельскохозяйственного назначения будет достаточно плиты высотой 0,1 м, а для загородного дома – 0,2–0,3 м.

При этом нужно учитывать особенности сооружения. Например, длинный и узкий фундамент для дома с минимальным количеством внутренних перегородок будет подвергать изгибающим нагрузкам, в результате чего могут возникнуть трещины в фундаментной плите приблизительно посередине. Чтобы этого избежать, целенаправленно приращивают толщину монолита.

Исходные данные для расчета

Таким образом, чтобы определить толщину плиты, застройщик должен обладать следующей информацией:

• знать тип грунта и, как следствие, оптимальное значение распределенной нагрузки;
• знать конструкционные параметры будущего сооружения и типы задействованных материалов, чтобы рассчитать проектные нагрузки;
• выбрать оптимальную схему армирования для заданных условий, а именно: диаметр прутков, размер ячеек, расстояние между поясами и т.п.

Последовательность вычислений

Вычисления толщины плиты проходит по следующему алгоритму:

1. Определение суммарных нагрузок.
2. Расчет удельного давления на грунт методом деления общего давления на площадь основания. Размер плиты должен превышать габариты самого сооружения минимум на 10 см с каждой стороны.
3. Сравнение удельного давления на грунт с оптимальным табличным значением.
4. Полученную разницу в результате вычислений из п.3 компенсируют массой ж/б плиты фундамента.
5. Зная массу монолиту и плотность железобетона, определяют объем конструкции.
6. Находят искомую высоту плиты методом деления объема на площадь основания.

Анализ результатов

Если найденное по алгоритму, описанному ранее, значение высоты плиты находится в пределах от 0,2 до 0,35 м, то полученный результат считают оптимальным. Как правило, значение округляют до числа, кратного 50 в большую или меньшую сторону, и для надежности пересчитывают нагрузку, чтобы сравнить с рекомендованным справочным значением (разница не должна составлять больше 25%).

Если высота плиты больше 0,35 м, то у застройщика появляются основания предположить, что плита в заданных условиях – не самое экономически целесообразное решение и есть смысл рассмотреть варианты с ленточным или столбчатым основанием.

Снизить толщину монолита можно за счет конструирования ребер жесткости, которые предотвратят горизонтальное смещение чрезмерно легкого фундамента. В рассматриваемом случае не обойтись без расчетов, которые могут провести только высококвалифицированные специалисты.

Если толщина плиты менее 0,1–0,15 м, то, вероятнее всего, проектное сооружение является слишком массивным для плитного фундамента и для участия в исследовании грунта и проектирования силовой конструкции нужно пригласить опытных специалистов.

Пример расчета

Заданные условия:

• дом 2 этажа площадью 6 на 9 м;
• стены из газосиликатных блоков;
• несущая перегородка – одна;
• толщина стен – 0,3 м;
• высота сооружения – 5,5 м;
• высота фронтона – 1,0 м;
• крыша – кровельная черепица;
• несущий слой – глина (справочное удельное давление – 0,25 кг/см 2 ).

В первую очередь находят общий вес сооружения, а именно:

• суммарная площадь всех стен (с фронтонами и перегородками, но без проемов окон и дверей) — 182 м², а их общая масса 182 × 180= 32 760 кг;
• площадь монолитного перекрытия за вычетом лестничного проема

50 м². Тогда общая масса будет равна 50 × (500 + 210) = 35 500 кг;

площадь чердачного перекрытия — 54 м 2 , тогда масса 54 × (150 + 105) = 13 770 кг;

эксплуатационная нагрузка 1-го этажа – 54 × 210 = 11 340 кг;

площадь крыши — 71 м 2 , тогда масса вместе с весом снежного пласта 71 × (30 + 100) 9 230 кг;

общая масса строения, полученная суммированием результатов предыдущих вычислений (102 600 кг).

Массы рассчитывают исходя из габаритов и удельного веса использованных строительных материалов (справочная информация).

Далее, исходя из условий проекта, находят площадь монолита (54 м²) и делят на нее суммарный вес дома:

До рекомендованного удельного давления для грунта не хватает 0,06 кг/см 2 . Находят массу плиты, умножая полученное значение на площадь основания, которое переводят в квадратные сантиметры:

Находят объем плиты, делением массы на плотность железобетона:

Определяют искомую высоту делением объема на площадь основания:

Для заданных условий можно рассмотреть два варианта, когда высота плиты будет равной 0,2 или 0,25 м. В первом случае ее масса составит 27 000 кг, а значит вместе с фундаментом здание будет оказывать давление, равное:

Разница с рекомендованным значением составит:

Полученный результат удовлетворяет проектным условиям и позволяет сэкономить на количестве бетона, поэтому принимают высоту плиты равной 0,2 м.

Заключение

Толщина плиты фундамента является важным показателем, поскольку от него зависит прочность и надежность всей конструкции.

Значение параметра будет варьироваться в коротких пределах, как правило, от 0,15 до 0,35 м, но во много определяться такими факторами, как вес конструкции, тип грунта, схема армирования и т.д. Поэтому, чтобы построить крепкий дом на плитном фундаменте, нужно со всей ответственностью отнестись к расчету толщины железобетонного монолита.

Источник