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

Факторы, определяющие тип и размеры фундамента

Окончательный выбор в пользу того или иного вида опорной конструкции делают после анализа совокупности факторов, внимания заслуживают следующие моменты:

• Сведения о геологическом состоянии участка. Сюда входит склонность грунта к пучению, УГВ, глубина промерзания и другие характеристики участка.
• Характеристика строительных материалов , из которых планируется возвести двухэтажный дом. Например, масса двухэтажного дома из пеноблоков несравненно меньше аналогичной постройки из кирпича. Имеет значение тип перекрытия, конструкция кровли, вид отделочных материалов.
• Наличие дополнительных нагрузок. Здесь учитывается вес планируемого оборудования, мебели, масса снежного покрова на кровле.
• Возможности финансирования.

Помимо всех перечисленных показателей учитывается предполагаемое давление фундамента, которое он будет оказывать на почву. Полученные данные сравниваются с нормативами, разработанными для различных типов грунта, и делается выбор в пользу оптимального варианта. Как правило, ленточный фундамент двухэтажного дома кирпича является наиболее приемлемым решением.

Для расчета несущей способности ленточного основания требуется определить высоту и толщину конструкции. При показателях промерзания грунта в различных регионах от 1,0 до 1,8 м, средняя глубина залегания составляет 1,5 м. Произвести вычисления помогут сведения, указанные в СНиПах и данные геологического бюро конкретного района.

Можно ли использовать в качестве основы для сооружения?

Вариант использования заводских плит под основание разнотипных строений давно известен практикующим строителям. За счет большой опорной площади нагрузка от дома равномерно распределяется по основанию, не приводя к усадке и перекосам конструкции.

Можно заказать изготовленные специально по назначению изделия, но гораздо дешевле использовать дорожные плиты.

Сложность технологии заключается в том, чтобы грамотно подобрать толщину, которая в свою очередь зависит от проектных нагрузок и конструктивных особенностей сооружения. Как правило, плиты имеют значительную грузоподъемность, поэтому неоправданное увеличение толщины может привести к дополнительным материальным, трудовым и финансовым расходам.

Положительные качества

Говоря о выборе данного типа фундамента, нельзя не отметить его положительные стороны:

• Плитный монолитный фундамент имеет доступную для большинства стоимость
• Конструкция устройства довольно проста
• Монтажные и строительные работы относительно легки в исполнении
• Высокий уровень несущей поверхности достигается путем использования плит с большой площадью
• Широкая поверхность устройства поддерживает стены естественным образом и не допускает их разрушения и перекашивания
• Устраняется проблема частичного проседания здания
• Бетонная поверхность основания может использоваться в качестве напольного покрытия для первого этажа возводимого здания
• Отсутствие земляных работ при строительстве обеспечивает экономию времени и денежных средств
• Возможность установки конструкций в местах с большим уровнем промерзания грунта
• Высокий уровень теплоизоляции.

Вычисление количества арматуры и проволоки.

Арматура для фундамента применяется для создания прочного и надежного фундамента

При вычислении необходимого количества арматуры, важно учесть сам тип фундамента, грунта и нагрузки. При выборе необходимо учесть вид грунта и вес сооружения

Если грунт достаточно плотный, то под воздействием веса здания его деформация будет слабой, значит от фундамента не потребуется очень высокая устойчивость.

Ленточный тип фундамента. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Для ленточного фундамента не понадобится слишком толстая арматура (10-12 мм), ведь этот фундамент имеет большую несущую способность. Продольные прутки арматур испытывают основную нагрузку и укладываются в 10 см от поверхности бетона. Вертикальные и поперечные прутки не испытывают нагрузки, вот почему для них используется гладкая арматура.

Для дома 5 на 8 м и ещё одна внутренние стены, вся длина фундамента составит 45 метров. Общий расход гладкой арматуры на всю площадь фундамента составит 97,5 метра. Также прибавляем длину фундамента для внутренних стен.

Число вязальной проволоки при всей длине фундамента 45 м и шаге в 40 см для одного соединения будет равна 30 см, а общее количество (45 м /0,4 м)*3 (кол-во уровней)=338, умножаем на размер проволоки 338*0,3=102 метра вязальной проволоки.

Столбчатый тип фундамента. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Столбчатый тип фундамента не испытывает сильной нагрузки, и для его армирования по вертикали подходит ребристая арматура с диаметром в 1 см. Горизонтальная арматура не испытывает на себе никаких нагрузок, она служит только для соединения вертикальных, для нее подходит гладкая арматура толщиной 0,6.

Например, высота столба в 1,5 м и имеющий диаметр 15 см, хватит всего 4 прута в 7,5 см и связкой в трех местах. Общее количество ребристой арматуры толщиной 1 см составит 1,5 м*4=6 м. Необходимое количество гладкой арматуры для одного соединения будет 30 см, а общее количество 90 см.

Также очень просто рассчитать количество вязальной проволоки. Количество соединений, 3 горизонтальных прутка, умножаем на количество вертикальных и на количество проволоки для одного соединения: 3*4*30 см=3,6 метра, а общее количество 3,6*20=72 метра.

Плиточный тип фундамента. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Количество арматуры зависит от грунта и веса здания. Допустим, ваша конструкция стоит на устойчивом грунте и имеет небольшой вес, тогда подойдет тонкая арматура, диаметром 1 сантиметр. Ну, а если конструкция дома тяжелая и стоит на неустойчивом грунте, то вам подойдет более толстая арматура от 14 мм. Шаг арматурного каркаса составляет как минимум 20 сантиметров.

К примеру, фундамент частной постройки имеет длину 8 метров и ширину 5 метров. При частоте шага в 30 сантиметров по длине необходимо 27 прутков, а по ширине 17. Необходимо 2 пояса, поэтому число прутков составляет (30+27)*2=114. Теперь это число умножим на длину одного прутка.

Затем сделаем соединение в местах верхней сетки арматуры с нижней сеткой, то же самое сделаем в месте пересечений продольных и поперечных прутков. Число соединений будет равно 27*17= 459.

При толщине плиты в 20 сантиметров и расстоянии каркаса от поверхности 5 см, значит для одного соединения нужен прут арматуры длиной 20см-10 см=10 см, и теперь общее число соединений равно 459* 0,1 м=45,9 метров арматуры.

По числу мест пересечений горизонтальных прутков, можно посчитать количество необходимой проволоки. Соединений на нижнем уровне будет 459 и столько же на верхнем, всего получится 918 соединений. Для связки одного такого места нужна проволока, которая согнута пополам, вся длина для одного соединения составляет 30 см, значит 918 м *0,3 м=275,4 метра.

Что еще можно рассчитать, имея значение толщины?

Некоторые частные застройщики следуют общепринятым рекомендациям по выбору толщины плиты и не проводят самостоятельные расчеты. Такой способ приемлем в индивидуальном домостроении, если собственник сам берет на себя ответственность за надежность возводимой конструкции.

Таким образом, зная толщину монолита, можно узнать:

• потребность в растворе;
• выбрать шаг армирования и толщину арматуры;
• посчитать количество металлопроката для вязания армирующего каркаса.

Необходимый объем бетонного раствора

Объем бетона находят по обратной формуле:

При этом нужно учитывать свойства бетона и условия его затвердевания. На практике делают запас в размере 20% от расчетного параметра.

Шаг армирования и толщина прута

Схему армирования выбирают по действующим правилам СП 63.13330.2018. Если толщина плиты не превышает 0,15 м, то армирование ведут в один слой. В противном случае армирующий каркас состоит из двух поясов, расположенных по отношению друг к другу на таком расстоянии, чтобы вокруг металлической конструкции оставался защитный слой бетона толщиной не менее 4 см.

Шаг между прутками будет от 20 до 40 см в зависимости от типа проектного сооружения:

• 20 см – для фундамента под каркасные и деревянные дома;
• 30 см – для фундамента под здания из кирпича и других тяжелых строительных материалов.

Под несущими стенами и в местах, где будут увеличена нагрузка на фундамент, шаг между арматурой целенаправленно уменьшают.

Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.

Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, нужно:

• найти площадь сечения плиты;
• найти допустимую площадь сечения прута, которая будет составлять 15% от площади сечения плиты;
• вычислить суммарную площадь арматуры в одном поясе;
• используя длину плиты и шаг между прутками, найти минимальное сечение арматуры.

Количество арматуры

Количество арматуры легко рассчитать, имея перед собой схему армирования фундамента. Поочередно складывают продольные и перпендикулярные прутки, учитывают размер вертикальных перемычек и количество точек пересечения металлических стержней.

Если каркас состоит из двух поясов, то полученное значение увеличивают в двое. Как правило, арматуру продают на вес, поэтому количественный показатель нужно увеличить на плотность металла и перевести в тонны.

Арматура

При планировании проведения работ по устройству плитного фундамента в кирпичном доме следует также учесть его арматуру.

Арматура для плитного фундамента позволяет усилить его основные качества, такие как надежность, стойкость, долговечность.

Ее расчет должен производиться с учетом имеющихся данных. Обычно арматура укладывается в 2 ряда.

Чтобы произвести расчет необходимого количества арматуры, надо учесть следующие параметры:

• Можно произвести расчет для 1 ряда, а затем увеличить получившееся значение в 2 раза, т.к. арматура проходит в 2 ряда.
• Арматура должна быть по длине несколько меньше, чем бетонная плита (примерно на 15 см)
• По ширине также арматура должна быть несколько меньше и не достигать краев плиты
• Прутья должны составлять ячейки с параметрами 20 см
• Чтобы вычислить количество необходимых прутов, следует длину от длины плиты отнять 15 см и разделить на 20 см, прибавить для страховки 1. Получится искомое количество требуемых прутов арматуры.
• Для расчета количества прутов по ширине действуем аналогичным образом. От ширины отнимаем 15 см, делим на 20 и прибавляем 1. Получившееся значение составляет количество необходимых прутов для ширины плиты.

Чтобы связать прутья арматуры между собой, понадобятся специальные связующие инструменты (крючок, проволока).

• Пруты укладываются на плиту по ширине и длине
• В местах стыков производится связывание путем наложение проволоки в несколько оборотов и с обязательным скреплением краев

Что нужно знать?

Для расчетов ленточного фундамента необходимо знать несущую способность грунта под подошвой. Исследуют слой почвы, который находится на 50 см ниже основания будущего фундамента.

Каждый тип грунта имеет свою несущую способность. Это можно увидеть в таблице:

Типы	плотный	средней плотности
Крупный гравелистый песок	6 кг/см²	5 кг/см²
Песок средней дисперсии	5 кг/см²	4 кг/см²
Мелкий маловлажный песок	4 кг/см²	3 кг/см²
Мелкий влажный песок	3 кг/см²	2 кг/см²
Супеси сухие	3 кг/см²	2,5 кг/см²
Супеси пластичные влажные	2,5 кг/см²	2 кг/см²
Суглинки сухие	3 кг/см²	2 кг/см²
Суглинки пластичные влажные	3 кг/см²	1,5 кг/см²
Глины сухие	6 кг/см²	2,5 кг/см²
Глины пластичные влажные	4 кг/см²	1 кг/см²

Кроме этого нужно знать глубину промерзания почвы в данной местности (для определения точки заглубления ленты), а также:

• параметры допустимой деформации грунта,
• длину ленты (в зависимости от архитектурного решения),
• общий вес здания,
• временную нагрузку на него в разные сезоны.

В нем указываются параметры ленты, а также материалы, которые должны будут применить рабочие при его возведении. Проектировщик определяет, какая арматура будет использована для армирования ленты, и какой маркой бетоном ее следует залить.

Ленточный фундамент и грунты: почему это так важно

При выборе типа фундамента важно точно знать две характеристики подлежащих грунтов: их несущую способность и пучинистость. Несущая способность выше всего у скальных грунтов; за ними следуют хрящеватые – смесь песка и глины с мелким камнем и щебнем

Песчаные грунты склонны к просадке, свойства песчано-глинистых (супесей и суглинков) зависят от соотношения глины и песка. Самая низкая несущая способность – у грунтов органического происхождения: торфа, сапропеля, ила

Несущая способность выше всего у скальных грунтов; за ними следуют хрящеватые – смесь песка и глины с мелким камнем и щебнем. Песчаные грунты склонны к просадке, свойства песчано-глинистых (супесей и суглинков) зависят от соотношения глины и песка. Самая низкая несущая способность – у грунтов органического происхождения: торфа, сапропеля, ила.

Строительные нормы запрещают опирать фундамент непосредственно на органические грунты со слабой несущей способностью.

Также сложными считаются грунты водонасыщенные и имеющие переменную структуру слоев. Проблема слабых грунтов типична, например, для участков, находящихся на месте осушенных болот. Строительство дома на малозаглубленном ленточном фундаменте на таких грунтах теоретически возможно, но требует довольно затратных работ. Так, если глубина слабонесущего слоя не более 1 м, а под ним находится более «выносливый», то при строительстве слой слабого грунта вынимается и в траншее устраивается подложка из песка либо бетонная подготовка. Также плохой грунт иногда уплотняют механическим способом, заменяют подушкой из гравия либо армируют специальными сетками. Специалисты, однако, рекомендуют в таких ситуациях отказаться от ленточного фундамента в пользу свайного.

Пучинистость грунта прямо связана с его способностью удерживать воду, а морозным пучением называется увеличение объема грунта из-за расширения воды при ее замерзании.

Непучинистые грунты: твердые глины, малоувлажненные гравелистые, песчаные грунты при глубоком залегании грунтовых вод.

Слабопучинистые: полутвердые глинистые; незначительно водонасыщенные пылеватые и мелкие пески, крупнооблмочные грунты с содержанием глин и песка 10-30%.

Среднепучинистые грунты: тугопластичные глинистые, влажные пылеватые и мелкие пески, крупнообломочные грунты с содержанием глин и песка более 30%.

Сильнопучинистые и чрезмернопучинистые: мягкопластичные глинистые, пылеватые и мелкие пески с сильным водонасыщением.

На сильнопучинистых грунтах возможно строительство небольших (1-2 этажа) деревянных домов на малозаглубленном ленточном фундаменте из монолитного железобетона. Для более тяжелых домов будет необходим комплекс работ по понижению уровня грунтовых вод, организации дренажа и водоотведения.

Чем выше стоят грунтовые воды, тем более пучинистыми будут грунты независимо от их состава. Критический для строительства фундамента уровень грунтовых вод различается для разных почв и высчитывается по формуле: нижняя граница промерзания грунта (в метрах) плюс следующее число:

• пески – 0,8-1 м
• супеси 1 – 1,5 м
• суглинки 2 – 2,5 м
• глины 2,5 – 3,5 м.

При залегании грунтовых вод ниже указанных значений они не влияют на степень пучинистости грунтов.

Вообще же сооружение ленточного фундамента на сильнопучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод считается нецелесообразным: в таких условиях лучше всего себя показывает свайно-ростверковый фундамент.

Планируя строительство, лучше всего не экономить на профессиональном обследовании грунта на вашем участке: это поможет избежать больших проблем в будущем. Услуги специалиста стоят денег, однако это вложение себя оправдывает. Спасать дом, фундамент которого деформировался из-за ошибок в оценке свойств подлежащих грунтов, обойдется гораздо дороже.

Расчет толщины плитного фундамента

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:

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.

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.

Когда изменяется ступенчато?

При строительстве дома на участке с уклоном, необходимо ступенчатое изменение глубины заложения фундамента. В таких случаях используются конструкции ленточного и столбчатого типа.

Наибольшей надежностью обладает бетонная лента. Этот тип фундамента можно сооружать на склонах с наклоном до 28-35 градусов.

Суть ступенчатого фундамента заключается в том, что нижняя стена является подпорной стеной и имеет повышенную глубину заложения.

Схема его выглядит следующим образом: вначале, готовится траншея для верхней стене с глубиной, равной расчетной глубине.

Под нижнюю, подпорную стену роется траншея такой же глубины, но опалубка поднимается на такую высоту, чтобы ее верхняя граница находилась строго в одной горизонтальной плоскости с верхним срезом опалубки верхней стенки.

Боковая стена рассматриваемого ленточного фундамента имеет ступенчатую конструкцию. Вся ее длина условно делится на участки примерно по 2 м. На каждом участке формируется горизонтальное дно траншеи. Отправная точка – заглубление верхней стены.

Строение боковой стены фундамента на склоне можно пояснить на примере. Например, строится дом шириной 6 м на склоне с уклоном 15 градусов. Условно выделяем 3 ступени боковой стены длиной по 2 м.

Ступеньки должны компенсировать уклон, причем подошва на каждой из них должна быть строго горизонтальна. Начальная точка расположена на верхней, а конечная – на нижней стене, где глубина заложения фундамента составляет 0,8 м.

Однако за счет уклона конечная точка располагается ниже верхней на 6хsin15=1,55 м. Высота каждой ступени составит 1,55:3=0,53 см.

Верхняя ступень в начальной точке будет иметь заглубление 0,8 м, а в конечной – 0,8-2sin15=0,28 м. Нижняя ступень: в конечной точке – 0,8 м, а в начальной – 0,8+sin15=1,32 м. Аналогичную величину имеет и средняя ступень.

Ширина ленты и подошвы – в чем разница?

Традиционный ленточный фундамент обустраивается на подошве – платформе из железобетона, которая нужна для равномерного распределения нагрузки от ленты на грунт.

Без подошвы такая нагрузка будет чрезмерной, фундамент будет проседать. Для правильного распределения веса основания подошва должна быть шире самой ленты, обычно в два раза.

От чего зависит ширина подошвы? Этот показатель может увеличиваться для рыхлого, песчаного или илистого грунта. Стандартная ширина подошвы составляет 60 см, но этот параметр не универсальный, так как все зависит от ширины ленты основания. Что касается высоты подошвы, то она обычно составляет 30 см.

Общий расчет стоимости монолитного фундамента

Можно примерно рассчитать общие расходы на монолитный фундамент:

1. На разработку 10 соток под фундамент, учитывая работы экскаватора, потребуется примерно 750 рублей.
2. На зачистку в режиме ручного труда – 500 рублей.
3. На засыпку и утрамбовку -500.
4. С использованием механизированного оборудования для утрамбовки -71,5 тыс.
5. За укладку и подготовку сетки -98 тыс.
6. За оклейку слоя гидроизоляции и сварку швов -700 рублей.
7. Цементно-песчаная стяжка – 91 тысяча.
8. Работы по формированию монолитного фундамента, сборку и разборку деревянной опалубки – 535 тыс.
9. Стоимость арматурных штырей – 22 тыс.+14 тыс.
10. За обустройство подвального помещения – 430 тыс.
11. Работы по утеплению – 104 тыс.

Из простого арифметического действия можно понять, что приблизительно за полный комплект всех работ придется заплатить около 2,8 млн. рублей. Но эта сумма окупится, учитывая то, что не нужно будет ежегодно проводить коррекцию фундамента из-за его передвижения.

Расчет нагрузки от здания

Этот параметр рассчитывается методом суммирования всех нагрузок, которые создает здание на основание:

1. Массы несущих стен и перекрытий (тут рассчитывается необходимое для возведения количество строительных материалов и их суммарный вес).
2. Массы крыши с покрытием.
3. Массы снегового шара, который может закрепиться на крыше и давить своей массой передавая нагрузку на несущие стены и основание.
4. Вес всей мебели, техники и проложенных коммуникаций (этот показатель незначительный, им часто пренебрегают или задают коэффициент 1,1).
5. Вес самого фундамента. Вот тут уже возникает трудность в расчетах, ведь площадь подошвы также влияет на массу основания. Поэтому принимается ширина полосы 40 см, зная по проекту длину здания, плотность бетона (2400), все это умножается и получается вес фундамента.

Специальные программы

В них уже заложены определенные методики расчетов, пользователю следует только ввести свои данные:

• длина ленты,
• вес здания,
• тип грунта и т. д.

Для разового расчета удобнее калькуляторы, профессиональные проектировщики используют приложения, которые можно точнее настроить, они сохраняют историю расчетов, более надежно работают.

Согласно отзывам профессиональных строителей и частных застройщиков самый удобный и информативный калькулятор расчета ленточного фундамента по этой ссылке.

С его помощью можно легко рассчитать:

1. Размер ленты.
2. Параметры опалубки.
3. Диаметр и количество арматуры.
4. Объем бетона для заливки.

Для расчетов по материалам, с учетом их стоимости, рекомендуют этот сервис. В данном случае в форму вносятся такие данные как пропорции бетона, вид арматуры, размеры досок для опалубки и другая информация, которую можно взять из пояснительной записки архитектора.