Расчет показателей для строительства плитного фундамента — рассмотрим со всех сторон

Монолитный фундамент, как и свайный идеально подходит для строительства буквально практически любого здания. Эти 2 типа оснований одинаково хорошо переносят воздействие высоких нагрузок и перемещения рыхлых грунтов.

При этом монолитные плиты чаще всего применяют при строительстве крупных торговых центров и многоэтажных домов, а сваи при возведении частного сектора из малоэтажных домов.

Монолитная плита в качестве крепкого основания строители выбирают по многим причинам, однако, для того чтобы придать ей прочность и надежность необходимо произвести грамотные расчеты.

Общая информация

Плитный фундамент представляет собой монолитную железобетонную плиту, смонтированную на песчано-гравийном основании с применением гидроизолирующего слоя и утеплителя.

Конструкция такого основания под строением обеспечивает надежность, комфортность и большой срок эксплуатации на любых типах грунтов в любых климатических условиях практически без какого-либо вмешательства извне.

Как, выбрав плитный фундамент: расчет толщины и армирования производить правильно, и поговорим дальше в статье.

Основание, являясь опорой любого сооружения, должно без нареканий выполнять свою функцию весь эксплуатационный срок. К плитному фундаменту это требование предъявляется особо ввиду невозможности его модернизации без сноса основного строения.

Именно поэтому перед закупкой материалов и началом стройки необходимо произвести более-менее точный расчет монолитной плиты фундамента.

Расчет выполняется:

1. Для определения толщины несущей плиты. Расчет плиты фундамента зависит от типа грунта: толщина песчано-гравийной подушки и толщина слоя железобетона могут существенно отличаться.
2. Для определения площади плиты. В случае особо подвижных и зыбких грунтов площадь основания может быть больше, чем площадь дома для достижения необходимой устойчивости.
3. Для определения количества материалов, необходимых для постройки основания.
4. Для определения нагрузки на основание.

Если решение еще не принято, и вы находитесь на этапе выбора типа основания, вам могут пригодиться плюсы и минусы плиты. В некоторых случаях выбор делают в пользу комбинированных видов, например, свайно-плитный или универсальных, например, из дорожных плит.

Основные этапы расчета монолитной плиты

Как и любой строительный процесс, расчет фундамента обуславливается правилами проектирования и соответствующими статьями СНиПов. Процесс расчета разделяется на 3 основных этапа:

1. Проведение замеров и изучение грунта на месте строительства,
2. Расчет толщины монолитной плиты,
3. Расчет количества арматуры, необходимой для создания прочного основания.

Есть специальные программы (Мономах, Лира), которые автоматизируют процесс расчета. В тоже время посчитать будущий фундамент можно и вручную.

Исходные данные

Плитный фундамент: расчет нагрузки проводится при наличии следующих необходимых исходных данных:

1. Тип и характеристика грунта. Определяется опытным путем при помощи подручных материалов. Для этого копается яма глубиной полтора метра. Почва тщательно изучается на наличие влаги, определяются основной состав и примерная плотность.
2. Материал, из которого планируется возведение дома.
3. Выбрав плитный фундамент: расчет толщины проводится и для снежного покрова в данной местности (максимальная толщина снега).
4. Марка цемента для заливки опоры под каркасный дом.

После проведения всех расчетов будут получены необходимые данные для изготовления конструкции: удельная нагрузка дома и фундамента на грунт, допустимая толщина плиты опоры, глубина залегания.

Важно! Для получения надежных результатов следует выкопать несколько таких ям в разных частях участка для строительства.

Процесс изучения основных характеристик почвы

Отбор почвы для анализа

Перед проведением расчетов любого из типов фундамента, для начала необходимо определить базовые характеристики основания на местности под будущее здание или сооружение. Главные показатели, значения которых влияют на расчет фундамента следующие:

• Показатель водонасыщенности;
• Несущая способность грунта.

Для строительства крупного объекта, перед проведением этапа разработки всего комплекса проектной документации, нужно дополнительно провести процедуру геологических изысканий. Данное обследование включает в себя операции:

1. Бурение в грунте скважин;
2. Проведение лабораторных исследований с грунтом.

В результате заказчик получается разработанный отчет, в котором помечают все особенности и основные характеристики грунта. Однако проведение полного комплекса геологических изысканий грунта обходится застройщикам довольно дорого. Именно по этой причине для проектирования частных домов скважины не бурят, этап изучения грунта проводят с применением шурфов.

Что такое шурфы и для чего они нужны?

Отрывка шурфа

Отрывка шурфов необходима для изучения состава грунта. Шурфы представляют собой ямы, которые выкапываются строителями вручную. Для этого с помощью лопаты откапывается шурф, который должен на 50 см быть глубже, чем будут располагаться подошвы основания. Состав почвы в свою очередь изучается по полученному срезу.

Благодаря шурфам определяется примерный тип несущего слоя на участке строительства, а также соотношение грунта и воды в нем.

Если по итогам обследования грунт перенасыщен водой, то частные дома строят либо на плите, либо опорах из свай.

Во время проведения мероприятий на этапе исследования и оценки почвы нужно обязательно выкапывать шурфы или делать скважины в нескольких точках площадки.

Простой пример: для многоэтажных домов нормой считается бурение 5 скважин на каждые 100 м2 площади будущего здания.Располагаются скважины точно под пятном будущей застройки, которая описана на генплане.

Как только с монолитным основанием определились, останется выяснить только оптимальные удельные значения давления на грунт. Эта информация берется из таблицы в соответствующем разделе СНиПа.

Общий пример расчета для одноэтажного частного дома

Проведем пример. При расчете будем использовать следующие исходные данные об объекте:

1. Здание представляет собой конструкцию одноэтажного частного дом с небольшой мансардой и общей площадью 36 кв. м.;
2. Материал для возведения несущих стен – бруса, толщина которого 200 мм;
3. Общее значение площади стен (4 стены с наружной высотой равной 4,5 м) равно 108 кв.м.;
4. Внутренние перегородки выполнены из гипсокартона и составляют 75 кв.м. площади;
5. На крыше используется образец металлической четырехскатной кровли, с уклоном в 30ᵒ;
6. При исследовании грунт оказался пластичным, а качественный состав показал глину;
7. Значения снеговой нагрузки для выбранного региона равняется 180 кг/м²;
8. Перекрытия в частном доме будут из дерева, общая площадь составит 72 кв.м.

Пример сбора нагрузки для здания

Любой сбор нагрузки на будущее бетонное осуществляется с учетом всех конструкций, а также снеговой и ветровой нагрузки. Все данные заносятся в табличную форму. Посмотрите видео, как рассчитать все нагрузки, а также возвести монолитный фундамент.

При расчете необходимо учитывать нормативную и расчетную нагрузку в совокупности с коэффициентом надежности. Для нашего примера получим такие результаты:

1. Нагрузка от стен вычисляется: 108*160*1,1 = 19008 кг,
2. Нагрузка от гипсокартонных перегородок: 75*30*1,2 = 2750 кг,
3. Нагрузка от деревянных перекрытий: 72*150*1,1 = 11880 кг,
4. Давление металлической кровли: 42*60*1,1 = 2772 кг,
5. Полезная и снеговая нагрузки: 72*150*1,2 + 42*180*1,4 = 23544 кг.

В итоге, в данном примере, мы получаем общую нагрузку здания в районе 59904 кг (это с учетом коэффициента надежности). Ширина подошвы бетонного основания вычисляется с учетом условия, что его ширина на 20 см больше, чем у дома. Таким образом, общая площадь основания равна 372100 кв. см.

Высчитываем удельную нагрузку на почву под домом по формуле: 59904 кг: 372100 кв.см. = 0,16 кг/см². Сравниваем полученные и заданные при расчете значения — Δ = 0,25 — 0,16 = 0,09 кг/см². Высчитываем массу будущего здания — М = Δ*S = 0,09*372100 = 33489 кг. Получаем в итоге толщину подошвы: t = 33489/2500 = 13,4 см. Так как значение не целое, за толщину бетонного основания принимают либо 10 см, либо 15 см.

При проверке на наименьший расход бетонного раствора и массы арматуры требованиям расчета удовлетворило значение толщины в 15 см. Остается посчитать лишь расход арматуры на монолитный фундамент выбранного одноэтажного дома для нашего примера.

Расчет арматуры на плиту

Дальнейшие расчеты примера по количеству арматуры основаны на следующих данных:

1. Выбрана плита с общей толщиной в 15 см,
2. Будет использовано 2 рабочие сетки,
3. Диаметр металлических стержней выбран в 12 мм, а шаг стержней на расстоянии 150 мм,
4. По количеству стержней получаем следующее количество штук (для двух слоев): 84*2=168 штуки,
5. В результате, общую массу арматуру считаем по формуле: 1018,08 м * 0,888 кг/м = 905 кг.

Упрощенный расчет вручную необходимой толщины фундаментного основания и общего количества (веса) арматуры является несложной задачей, требующей небольшого количества свободного времени. Самое главное не запутаться в формулах и учесть всех коэффициенты.

Общие сведения по результатам расчетов

• Периметр плиты

— Длина всех сторон фундамента

• Площадь подошвы плиты

— Равняется площади необходимого утеплителя и гидроизоляции между плитой и почвой.

• Площадь боковой поверхности

— Равняется площади утеплителя всех боковых сторон.

• Объем бетона

— Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.

• Вес бетона

— Указан примерный вес бетона по средней плотности.

• Нагрузка на почву от фундамента

— Распределенная нагрузка на всю площадь опоры.

• Минимальный диаметр стержней арматурной сетки

— Минимальный диаметр по СНиП, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения плиты.

• Минимальный диаметр вертикальных стержней арматуры

— Минимальный диаметр вертикальных стержней арматуры по СНиП.

• Размер ячейки сетки

— Средний размер ячеек сетки арматурного каркаса.

• Величина нахлеста арматуры

— При креплении отрезков стержней внахлест.

• Общая длина арматуры

— Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.

• Общий вес арматуры

— Вес арматурного каркаса.

• Толщина доски опалубки

— Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.

• Кол-во досок для опалубки

— Количество материала для опалубки заданного размера.

Для расчета УШП необходимо вычесть объем закладываемого утеплителя из объема рассчитанного бетона.

Глубина заложения

Глубина залегания основания из монолитной железобетонной плиты не так сильно влияет на выполнение им своей основной функции, как данная характеристика у других типов опор.

Тем не менее определение глубины заложения плитных фундаментов мелкого и глубокого заложения может варьироваться в зависимости от нескольких факторов:

• от глубины промерзания грунта;
• от типа грунта;
• от общей нагрузки на грунт;
• от уровня грунтовых вод.

Высота котлована и толщина монолитной плиты фундамента для различных типов почв указана в соответствующих нормативных документах, например, СНиП -83 и СНиП IIБ.1-62.

Ниже приведены примерные рекомендации при монтаже:

1. Высота песчаной-щебневой подушки. Толщина может колебаться от 15 до 60 см и зависит от глубины промерзания почвы в данной местности и типа почвы. Если глубина промерзания почвы более одного метра, рекомендуется насыпать 40–45 см песка и 15–20 см щебня. Общая толщина составит 60 см. Если же глубина промерзания от 50 до 100 см, достаточно подушки общей толщиной 30–40 см.
2. Толщина слоя теплоизоляции должна быть не менее 10 см в теплых регионах и 15 см в северных. Здесь необходимо учитывать, что чем выше влажность почвы, тем толще должен быть теплоизоляционный слой.
3. Высота железобетонного основания не должна быть меньше 15 см. Такой слой используется при строительстве одноэтажных каркасных домов или хозяйственных построек. При возведении кирпичного или монолитно-бетонного строения толщину слоя рекомендуется делать 25–30 см.

Таким образом, расчет глубины залегания и толщины производится индивидуально на конкретно выбранном участке. Для северных районов с нестабильными грунтами необходим котлован глубиной 80–100 см при общей толщине основания в 100–120 см, для строительства на стабильных грунтах в теплых или умеренных климатических условиях достаточно глубины 30–40 см при толщине «пирога» в 50–60 см.

Важно! На скальных стабильных грунтах глубина залегания минимальна и может составлять 20 см.

Полезное видео

Наглядно расчет монолитного плитного основания показан на видео ниже:

Выводы

В процессе строительства жилого дома необходимо производить примерный расчет нагрузки на монолитную плиту фундамента. Это не такая сложная задача, как может показаться на первый взгляд. Затратив некоторое количество времени на вычисления в процессе планирования, можно не только обрести уверенность в надежности сооружения, но и существенно сэкономить на материалах.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...