Толщина фундаментной плиты для дома из газобетона

Расчет толщины плитного фундамента

Экономически оправдан плитный фундамент при высоком УГВ, на глинистых грунтах для кирпичных коттеджей. Плита обладает максимальной несущей способностью ввиду большой опорной поверхности. Однако для обеспечения конструкционной прочности необходим точный расчет толщины конструкции, укладка двух арматурных сеток.

Конструкция плитного фундамента

Самым дорогостоящим является плитный фундамент для здания. Поэтому вполне естественным желанием каждого застройщика является необходимость снижения бюджета строительства. В проект должна закладываться плита минимальной высоты, обеспечивающая прочность, ресурс постройки. Производят расчет толщины ж/б конструкции с учетом следующих факторов:

• грунт – плодородный слой убирается в пятне застройки полностью
• подстилающий слой – вместо чернозема укладывается песчаная, щебенчатая фундаментная подушка толщиной 40 – 60 см в зависимости от содержания глины в почве
• подбетонка – необходима для выравнивания основания, защиты гидроизоляционного ковра, предотвращения протечек цементного молочка в щебень, песок
• гидроизоляция – 2 – 3 слоя наплавляемого рулонного материала (Технониколь, Бикрост)
• утепление – слой экструдированного пенополистирола высокой плотности используется для сохранения геотермального тепла в зданиях с периодическим режимом обогрева либо эксплуатирующихся без отопления, в шведских плитах УШП теплоизолятор необходим для снижения теплопотерь от систем теплого пола
• плита – две арматурных сетки, уложенные в бетоне

Внимание: Верхняя часть плиты должна выступать из земли, так как ресурс стеновых материалов (кирпич, венцы сруба, брус каркасника) резко снижается при контакте с землей.

Существенным недостатком, который имеет фундамент плита, является отсутствие полноценного цоколя. Поэтому используется две разновидности плавающих плит с ребрами жесткости:

• чашеобразная плита – ребра жесткости направлены вверх, напоминают балки ростверка, жестко связанные с основной конструкцией вертикальной арматурой

• перевернутая чаша – ребра жесткости направлены вниз, за счет чего, сама плита приподнята над грунтом, конструкция используется в утепленных плитах УШП

Ребра жесткости армируются каркасами по аналогии с ростверком, МЗЛФ. Это позволяет снизить толщину плиты в центральной части. Например, в УШП она составляет 10 – 15 см вместо стандартных 25 – 40 см, что позволяет снизить расход бетона на 20%.

Внимание: Ребра жесткости проходят по периметру плиты, под внутренними несущими стенами, через каждые 3 м вдоль короткой стены жилища.

Кроме того, расчет толщины конструкции должен учитывать:

• минимальное расстояние между арматурными сетками – 10 см, согласно СП 63.13330
• защитный слой бетона – нижний у подбетонки 2 – 5 см, верхний 3 – 7 см

Таким образом, еще до начала вычислений минимальное значение толщины плавающей плиты без ребер жесткости можно выбрать предварительно:

• трехэтажный кирпичный коттедж – от 40 см
• двухэтажный бетонный, кирпичный дом – 25 – 35 см
• двухэтажный сруб, жилище из газобетона – 30 – 40 см
• каркасная конструкция, СИП-панели – 20 – 30 см
• надворные постройки, пристрои к дому – 10 – 15 см

Если в проект заложен фундамент плита с ребрами жесткости, толщину центральной части снижают до 10 – 15 см. Расчет несущей способности плитного фундамента для малоэтажного строительства всегда показывает запас 200 – 300%. Однако, запрещено эксплуатировать подобный фундамент на свежих насыпях, торфяниках, пылеватых песках:

• расчетное сопротивление этих грунтов недостаточно
• здание будет просаживаться ежегодно

Единственным вариантом для строительства плавающей плиты на не стабильных грунтах является укрепление основания. Например, на торфяниках изготавливаются вертикальные дрены, пятно застройки нагружается песчаной насыпью. Вода выдавливается сквозь дрены, подстилающий слой уплотняет грунт. Строить фундамент по этой технологии можно через 6 – 12 месяцев.

Внимание: Если вместо стен коттеджа используются колонны (например, для панорамного остекления нижнего этажа), необходим расчет на продавливание плиты колонной. Для стен подобные вычисления не нужны, однако цоколь должен отстоять на 30 см минимум от края плитного фундамента внутрь.

Это требование обусловлено тем, что нагрузки от веса силовых конструкций, распределяемые стенами, действуют, не только вертикально вниз, но и под углом 45 градусов наружу. Поэтому вектор сил должен располагаться внутри железобетона, а не выходить из плиты наружу. Таким образом, габариты плитного фундамента на 30 см больше размера коробки коттеджа с каждой стороны. Дополнительный расчет в этом случае не требуется.

https://www.youtube.com/watch?v=pJkLoqCvt1Y

Толщина подстилающего слоя не зависит от этажности дома, веса стеновых материалов. При высоком УГВ необходимо использовать щебень, который создает разрыв слоя капиллярной юбки. В песках почвенная влага способна подниматься вверх к бетонным конструкциям при отрицательном давлении. Поэтому песчаная фундаментная подушка применяется на участках, где горизонт грунтовых вод находится ниже 1 м от подошвы фундамента.

Глубина залегания плитного фундамента

Ввиду того, что заливать монолитные конструкции на пахотном слое запрещено, чернозем удаляется из котлована целиком. Глубина слоя обычно составляет 40 см, которые засыпаются нерудным материалом, не содержащем глины. Особенности технологии малозаглубленной плиты следующие:

• если в коттедже используется постоянное отопление, грунт под ним не может промерзнуть, достаточно утеплить отмостку на глубине 30 – 40 см, чтобы полностью ликвидировать вспучивание
• для дач с периодическим включением обогрева, садовых домиков без отопления придется уложить пенополистирол под плиту, отмостку
• лишь в этом случае геотермальное тепло недр сохранится в любые морозы, чтобы не возникали силы пучения

Максимальный бюджет строительства наблюдается у заглубленной ниже отметки промерзания плиты. Этот вариант оправдан исключительно для зданий с подвальным этажом. Наружный периметр подземных стен придется утеплить полностью, произвести засыпку пазух нерудным материалом, предварительно уложив пристенный или кольцевой дренаж.

Внимание: С учетом удаления плодородного слоя, замены его нерудным материалом фундамент 30 – 40 см толщины заглубляется в грунт на 10 – 20 см максимум. Поэтому потребуется либо кирпичный цоколь, либо монолитные балки под несущими стенами, выполняющие ту же функцию увеличения расстояния между землей, стеновыми материалами.

Высота плавающей плиты над поверхностью

Согласно нормативам СП 21.13330 плитный фундамент можно заглублять на любое расстояние, ориентируясь на уровень УГВ, состав почвы. Однако, чем выше расположена плита над поверхностью, тем больше ресурс у стеновых материалов. Например, ремонтопригодность нижних венцов сруба гораздо выше, если они находятся над землей.

Поэтому для брусовых, бревенчатых срубов обычно применяются плиты с ребрами жесткости:

• чашеобразная – отливается плита, после набора прочности бетона монтируется опалубка, изготавливаются ж/б балки под несущими стенами
• перевернутая чаша – наружные щиты опалубки выше, внутренние остаются под бетонной конструкцией на весь период эксплуатации, внутренний периметр заполняется песком либо укладывается пенополистирол для утепления конструкции

На пучинистых грунтах необходим расчет сечения арматуры, ячейки сетки нижнего, верхнего пояса. Запрещено жестко связывать фундаменты присторев, отмостку с плавающей плитой. Различные нагрузки, неравномерное промерзание почв под этими конструкциями могут привести к раскрытию трещин в железобетоне.

В этом случае расчет производится на растяжение подошвы от сборных нагрузок, верхней поверхности плиты при возникновении сил пучения.

Внимание: Нижняя сетка может изготавливаться из прутков 10 – 16 мм, так как сборные нагрузки присутствуют всегда. Нижняя сетка вяжется из стержней 8 – 14 мм, поскольку вспучивание частично уравновешивается весом дома.

Таким образом, плитный фундамент для надворных построек имеет толщину от 10 см. Для опирания коттеджа потребуется расчет несущей способности. На выбор толщины влияет размер защитного слоя бетона, минимально допустимое расстояние между арматурными сетками.

Источник: http://fundamentdomov.ru/fundament-plita-raschet-tolshhiny/

Какой фундамент выбрать под дом из газобетона, сравнение вариантов

Дом из газобетона является относительно легким строением, так как его плотность, в среднем, составляет всего 500 кг/м3. Такая легкость дает преимущества при строительстве фундаментов. Передаваемая на грунт нагрузка от веса здания будет меньше, значит площадь опоры некоторых видов фундаментов тоже можно уменьшить, существенно сэкономив.

Газобетонные дома можно строить на любых типах фундаментов, всё зависит от геологии и архитектурного решения. 

Виды фундаментов

• Мелкозаглубленная лента.
• Заглубленная лента.
• Свайный фундамент.
• Плитный фундамент.
• Утепленная шведская плита.

В зависимости от условий грунта и архитектурных решений дома, будут целесообразны разные типы фундаментов. Основание, подходящее для одного грунта, может быть совершенно непригодным для другого грунта. В данном обзоре мы постараемся объяснить, как выбрать фундамент для газобетонного дома.

На выбор фундамента влияет следующее:

1. Вес дома.
2. Тип грунта.
3. Однородность грунта.
4. Глубина промерзания.
5. Уровень грунтовых вод.

Как выбрать фундамент в зависимости от грунта

Грунты обладают несколькими основными параметрами, которые влияют на выбор типа фундамента, а именно: несущая способность, пучинистость, глубина промерзания, однородность и водонасыщенность.

Несущая способность грунтов – значение, которое показывает, какую нагрузку можно передать на грунт. К примеру, суглинок может выдержать 3.5 кг/см2, а крупный песок 6 кг/см2. То есть, на крупнозернистый песок можно передать вдвое большую нагрузку, что уменьшает требование к площади опоры фундамента.

Таблица расчетного сопротивления грунтов

Крупный песок и щебень являются непучинистыми материалами и обладают высокой несущей способностью. Потому их используют в качестве подушки для фундамента, заменяя ими прочие грунты.

Пучение грунта – способность расширяться при влажном состоянии и отрицательных температурах. Чем грунт мокрее, тем сильнее он расширяется, и тем хуже для фундамента, так как силы морозного пучения могут поднимать и деформировать фундамент.

Морозное пучение грунтов

К примеру, в мороз, суглинок пылеватый может расширяться до 10%, а песок расширяется всего на 1%. Таким образом, если глубина промерзания составляет метр, то суглинок вспучится до 10 см, а песок вспучится всего на 1 см.

Также необходимо учитывать расположение грунтовых вод и глубину промерзания.

Карта глубины промерзания грунтов

Так как газобетон обладает низкой прочностью на изгиб, то любые деформации от фундамента могут образовать в стенах трещины. Потому, основание должно быть максимально неподвижное и жесткое.

Чтобы обеспечить неподвижность фундамента, необходимо произвести одно или несколько условий, в зависимости от типа фундамента а именно:

1. Заложением фундаментов ниже глубины промерзания.
2. Создание непучинистой подушки из песка и щебня.
3. Обустройство дренажной системы по периметру здания.
4. Уменьшение промерзания, за счет утепления фундамента и отмостки.

Разность осадки фундамента должна составлять не более 2 мм на метр. Такая деформация не создаст трещин в неармированной кладке из газобетона.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ)

Данный тип фундамента является самым распространенным и недорогим для дома из газобетона. МЗЛФ применяют на нормальных слабопучинистых грунтах. Смысл такого фундамента в том, что он закладывается выше глубины промерзания грунта, что существенно экономит деньги на бетоне. От сил морозного пучения спасает утепленная отмостка и утепленный цоколь, которые не позволяют морозу пройти под фундамент и уменьшают глубину морозного пучения.

Достоинства и недостатки МЗЛФ:

1. Простота и невысокая стоимость.
2. Достаточная прочность для двухэтажного дома.
3. Хорошая площадь опоры фундамента.
4. Справиться с его возведением может один человек.
5. Нельзя использовать на пучинистых и мерзлых грунтах.
6. Сложность возведения на неровных участках (склонах).

Под мелкозаглубленной лентой устраивают песчаную подушку толщиной 20-50 см и слой щебня 10-20 см.

Подземная часть фундамента может составлять от 30 до 50 см, а цоколь – от 30 до 60 см. Высота цоколя может быть в принципе любой, но не меньше 30 см. Чем высота ленты больше, тем жестче получается фундамент.

• Для длинных стен нужно применять более высокую ленту фундамента.
• Для МЗЛФ делаются полы по грунту с предварительной засыпкой цоколя песком и трамбовкой.
• Отмостка делается шириной около метра, обязательно утепленная пенополистиролом толщиной 5-10см.
• Также нужно соблюдать наклон отмостки для отвода воды от фундамента. 
• Цоколь фундамента тоже необходимо утеплять, чтобы мороз не смог пройти по ленте фундамента. Смотрите схему.

Заглубленный ленточный фундамент для газобетона

Заглубленная лента – фундамент, установленный ниже глубины промерзания грунта, которая может составить от 100 до 250 см.

Данный вид фундамента является очень затратным в плане расхода бетона. Оправдан такой выбор только в том случае, если требуется цокольный этаж.

Давайте посчитаем, сколько бетона потребуется для фундаментной ленты дома 10х10 метров с толщиной 40 см и высотой ленты 200 см.

Длина всей ленты с учетом периметра и центральной балки составит 50 метров.

Площадь опоры фундамента – 50х0.4 =20м2.

Объем бетона — 50х2х0.4 = 40 кубометров бетона.

Давление фундамента на грунт – 100/20 = 5 тон на м2 или 0,5 кг на см2.

При слабых грунтах, для увеличения площади опоры, на ленточных и свайных фундаментах делают пятку. Пятка представляет из себя уширение, которое распределяет нагрузку от фундамента по большей площади.

Свайные фундаменты для газобетона

Данный тип фундамента является нечастым решением для газобетонных домов, но бывают случаи, когда он просто незаменим.

Достоинства и недостатки:

1. Возможность возведения на крутых склонах;
2. На рыхлых пучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод;
3. На грунте с большой глубиной промерзания выше 1,5 м;
4. Низкая несущая способность за счет небольшой площади опоры.
5. Касательные силы морозного пучения могут приподнять сваи.

Стоит отметить сваи “Тисэ”, которые имеют уширение внизу, создающее дополнительную анкеровку в грунте и большую опору, в сравнении с другими видами свай.

Существуют следующие виды свай:

1. Винтовые (вкручиваются как шурупы).
2. Набивные (трубы заполняются бетоном).
3. Забивные (в вырытые ямы вставляются готовые столбы).
4. Бурозабивные(спецтехникой забиваются бетонные столбы).

Плитный(монолитный) фундамент для газобетона

Такой тип фундамента часто применяют на слабых грунтах, и в местах с высоким уровнем грунтовых вод.

Плитный фундамент бывает с ребрами жесткости и без них. Ребра увеличивают жесткость плиты, что уменьшает возможные деформации при подвижках грунта.

Плита обладает большой площадью опоры, что равномерно распределяет нагрузку на грунт.

В зависимости от грунта и веса дома, толщина монолитной плиты может составлять от 25 до 50 см.

Под плитой обязательно должна быть песчаная утрамбованная подушка толщиной 30 см. В некоторых случаях, на песок укладывают еще и слой щебня, который предотвращает капиллярный подсос влаги из песка в фундамент.

Достоинства и недостатки:

1. Большая несущая способность.
2. Применимость на любых грунтах.
3. Высокая устойчивость к деформациям.
4. Готовый черновой пол.
5. Невозможность построить подвал.
6. Большие затраты на земляные и дренажные работы.
7. Низкий уровень пола относительно земли.
8. Сложность возведения на неровных участках (склонах).

Утепленная шведская плита (УШП)

УШП – хорошо утепленный со всех сторон монолитный фундамент, в котором до заливки бетона закладывается водопровод, канализация, электрика и теплые водяные полы.

УШП обладает хорошей несущей способностью и может применяться на слабых, водонасыщеных и пучинистых грунтах.

УШП решает сразу несколько задач:

1. Фундамент.
2. Утепление цоколя.
3. Гидроизоляция фундамента.
4. Черновой пол.
5. Отопительная система.

Достоинства и недостатки:

1. Хорошая несущая способность.
2. Применимость на любых грунтах.
3. Плита изначально утеплена пенополистиролом.
4. Не нужно делать стяжку для теплых полов.
5. Отсутствие мостиков холода.
6. Плита является хорошим аккумулятором тепла.
7. Быстро возводится.
8. Большая экономия на отоплении.
9. Отличная гидроизоляция фундамента.
10. Довольно выгодное решение в перспективе.

Источник: http://stroy-gazobeton.ru/73-kakoj-fundament-vybrat-pod-dom-iz-gazobetona

Как определить необходимую толщину фундаментной плиты?

Плитный фундамент представляет собой сплошную железобетонную конструкцию, размещаемую под всей площадью здания и равномерно воспринимающей все возможные весовые нагрузки. Стандартная схема включает дренаж из утрамбованного песка и щебня, плиту из качественного раствора с объемным армированием и гидроизоляцию, в особо сложных условиях основание утепляют. Главным требованием технологии заложения является выбор правильной толщины этих слоев, точное значение определяет расчет. Исходными данными служат параметры грунта, тип и вес постройки, в ходе вычислений важно соблюдать все нормы проектных стандартов.

1. От чего зависит толщина основы?
2. Пример расчета фундамента
3. Что нужно учесть?

Факторы, влияющие на толщину плитного фундамента

Этот тип основания относится к «плавающим», т.е. способным воспринимать и равномерно перераспределять нагрузки. В частных постройках толщина варьируется от 15 до 35 см, изменение в меньшую сторону не допускается по причине риска раскола плиты под воздействием собственного веса здания, в большую – из-за экономической нецелесообразности, увеличения общей массы и потери подвижности. Главным критерием влияния служит тяжесть конструкций, при использовании кирпича или плотных стройматериалов высота плитного фундамента возрастает на 5-10 см в сравнении с домами с газобетонными или каркасными стенами.

Вторым учитываемым фактором идут размеры будущей постройки. Следует помнить, что все фундаменты выдерживают не только нагрузку на сжатие, но и на изгиб, экстремум приходит на середину. Чем больше длина наружных стен, тем выше риск раскалывания монолитной плиты. Частично эта проблема решается увеличением числа внутренних перегородок с несущими способностями, но для полного исключения риска приходится наращивать толщину самого фундамента. Как следствие, при строительстве на узких участках составление проекта и выбор основания лучше доверить специалистам.

Помимо веса и типа здания при расчете фундаментной плиты (в том числе для проверки ее целесообразности) учитываются особенности грунта: глубина промерзания, несущие способности, однородность и уровень подземных вод. При высокой плотности слоев подбирается мелкозаглубленный вариант, в этом случае для его заложения достаточно вынуть около 50-70 см земли, единственным недостатком такого исполнения является отсутствие подвала. На неустойчивых грунтах фундаментная плита размещается ниже глубины промерзания на 60 см, тогда увеличивается вес постройки и на конструкцию действуют повышенные нагрузки.

Интенсивность влияния подземных вод учитывается при подборе марки бетона, материалов гидроизоляции и толщины дренажной подушки, при значительных рисках подтапливания целесообразно выбрать другой тип основания или провести его утепление влагостойкими материалами.

Последовательность и пример расчета

В ходе вычислений придерживаются следующей схемы:

1. Проводится анализ геологического состояния участка, в зависимости от его типа из таблиц выбирается величина оптимального удельного давления на грунт для плитных фундаментов. Также на этом этапе определяется требуемая глубина заложения основания. При строительстве на супесях и твердых глинах стоит провести сравнение с другими типами, воздействие морозного пучения на них будет максимальным, что приводит к необходимости значительного увеличения толщины плиты.

2. Рассчитываются все весовые нагрузки. Удельный вес любого стройматериала несложно найти в таблицах, исходя из размеров стен, кровли и перекрытий находится масса самого здания. К полученному значению прибавляется средняя нагрузка снежного покрова, выбираемая согласно региону проживания и углу наклона кровли (на скатных крышах свыше 60° она принимается равной нулю). Также обязательно учитывается эксплуатационная (полезная) нагрузка, в среднем для цокольных и межэтажных перекрытий она составляет 210 кг/см2, жилых чердаков – 105. Этот показатель рассчитывают для каждого этажа, по окончании они все суммируются.

3. Определяется площадь монолитной плиты (длина дома умножается на ширину) и величина удельной нагрузки на 1 м2 грунта (общие весовые делятся на полученное значение).

5. Далее расчет плитного фундамента повторяют с учетом полученного веса основания, его прибавляют к общим весовым нагрузкам. Величину удельного давления на грунт (п.3 выше) сравнивают с оптимальным для данного участка, его допустимое отклонение – ±25 %.

6. Исходя из ожидаемых нагрузок находится марка бетона для заливки, с учетом толщины составляется схема армирования: подбираются диаметр прутьев и частота их расположения.

При отклонении расчетной толщины такой плиты от рекомендуемого диапазона (15-35 см) рассматриваются другие типы фундаментов или варианты ее усиления (ребрами жесткости или сваями). Составление проекта в последнем случае безоговорочно доверяется специалистам. В качестве примера представлен простой расчет двухэтажного дома из газобетона D600 8×8 м высотой в 6,5 м, с монолитным ж/б межэтажном и деревянным чердачном перекрытиях, кровлей из металлочерепицы при строительстве на пластичных глинах (оптимальная нагрузка для такого типа – 0,25кг/см2). Тип плиты – мелкое заложение, цокольное перекрытие отсутствует.

Удельная нагрузка на 1 м2 грунта – 113232/64=1770кг/м2= 0,177 кг/см2. Разница между оптимальным равняется 0,25-0,177=0,073, требуемая масса монолитной плиты – 46720 кг. Объем – 46720/2500=18,688 м3, толщина – 0,292 м или 30 см, что соответствует норме.

Поверка показывает, что при ее весе в 48000 кг и общем здания (113232+48000) =161232 кг, нагрузка на грунт – 0,252 кг/см2. Это отклонение минимальное, все требования соблюдены, расчет необходимой толщины считается завершенным.

Далее с помощью онлайн-калькуляторов несложно составить схему армирования, подобрать диаметр продольных и вертикальных прутьев и определить количество стройматериалов.

Что следует учесть при возведении основания данного типа?

Помимо вышеперечисленных условий плитный фундамент требует соблюдения строительных стандартов, в частности, при выборе марки бетона и арматуры и расчете дренажной системы. Наличие подушки обязательно, этот слой защищает основу от подвижек грунта и влаги. Ее толщина зависит от веса и назначения здания, в идеале проводится ее расчет. Минимум для легких щитовых построек – 15 см, 25 – для гаражей, под дома из кирпича засыпается и уплотняется от 20 см щебня и 25-30 песка. Чем выше риск подтапливания, тем надежнее нужна дренажная система, при необходимости по периметру закладываются водоотводные трубы.

Фундамент-монолитная плита для жилых домов усиливается как минимум двумя продольными сетками арматуры диаметром в пределах 12-16 мм, поддерживаемыми вертикальными прутьями (от 6 мм и выше). Рекомендуемых шаг ячеек – от 20 до 30 мм. Соединения и стыки не свариваются, а обвязываются проволокой диаметром в 0,8-1,2 мм или пластиковыми хомутами.

Минимальное отступление от края бетона составляет 5 мм, его нарушение приводит к коррозии и разрушению каркаса. С целью соблюдения этого требования под нижние ряды подкладывают специальные пластиковые стаканчики, сетки размещаются равноудаленно от центра и краев.

Источник: http://stroitel-lab.ru/kak-opredelit-neobxodimuyu-tolshhinu-fundamentnoj-plity.html