Плитний фундамент своїми руками: розрахунок, будівництво, області застосування

Монолітний фундамент у вигляді цільної плити відноситься до т. Зв. плаваючим фундаментів, які не мають, істотного опору переміщень грунту під ним і не гасить їх. Даний тип фундаменту досить трудомісткий, але думка про його надмірної дорожнечі порівняно з споруджуються на ній будівлями навряд чи виправдано. Правильно розрахована і закладена під будинком залізобетонна плита, навпаки, здатна здешевити будівництво в цілому: не потрібен цоколь, не потрібно перекриття над ним, підлогу можна настилати відразу по підставі будівлі. Зрозуміло, якщо будинок безпідвальних, місцеві умови дозволяють обходитися без підпілля, а сама плита фундаменту утеплена.

Це не єдине пов'язане з плитних фундаментом оману. Дана стаття і присвячена тому, щоб прояснити, що тут вірно, що можливо, а що ні. А також - як правильно закласти плитний фундамент своїми руками. Це велика і важка робота, але високою будівельної кваліфікації для неї не потрібно; досить навичок сумлінного домашнього майстра-аматора.

Чи тільки легкі будинку?

Перше з розхожих помилок щодо плитного фундаменту - що на ньому можна будувати тільки легкі недовговічні (до 40 років служби) споруди. У відповідних умовах правильно сконструйований фундамент-плита здатний нести і споруди капітальні, з розрахунковим терміном експлуатації в століття, див. Рис. Картинка впоратися не вкралася помилково; будівлю ЦУМ в Москві дійсно збудовано на залізобетонній плиті.

Кой-які поняття

Давайте спочатку зрозуміємо різницю між термінами, значення яких часто плутають: усадкою, осадкою і осіданням. Насправді:

• Усадка - величина зменшення обсягу матеріалу в процесі формування його структури. Напр., Бетон при застиганні дещо зменшується в об'ємі. А у води усадка негативна, вона при замерзанні досить сильно розпухає, тому лід і плаває. Ступінь усадки від зовнішніх навантажень, як правило, не залежить.
• Осадка - зменшення обсягу матеріалу під впливом зовнішнього навантаження без зміни його внутрішньої структури; попросту - його ущільнення. Під знову побудованим будівлею грунт ущільнюється, і будинок трохи осідає, поки уплотнившийся грунт не опиниться здатний нести його вагу.
• Просадка - обсяг матеріалу зменшується від зовнішніх впливів не механічно характеру: зволоження, усихання. Зовнішня навантаження може спровокувати просідання і посилити її. Структура вихідного матеріалу при цьому змінюється на більш зв'язну. Величина осідання, як правило, значна, а кінцева структура виявляється стабільною. Це дозволяє, штучно викликавши просідання, поліпшити механічні властивості матеріалу.

Спочатку про землю

Також нерідко пишуть, що плитні фундаменти дозволяють будуватися на «проблемних», вони ж «складні», грунтах: рухливих, просадних, багнистих. По-перше, топкий грунт тому і топкий, що в ньому все тоне практично при нульовій навантаженні від об'єкта. Грузькі грунти можуть бути і сухими, напр. сипучий пісок. Єдиний тип фундаменту, який дозволяє більш-менш надійно на них будуватися, це фундамент .

По-друге, до просадних грунтах відносяться пористі НЕ перезволожені зі слабкою зв'язністю: леси, сухі пухкі глини і ін. Покривні грунти. При сильному зволоженні вони зменшуються в об'ємі під незначним, з кілька разів менше несучої здатності грунту в сухому або помірно зволоженому вигляді, тиском або навіть під власною вагою.

Просадні грунти діляться на 2 категорії. I-я просідає не більше ніж на 5 см на кожен метр потужності просадного шару. II-я - більш, до 30 см / м і більше. На грунтах II категорії без заходів щодо їх зміцнення можна будувати тільки знову ж таки, на палях, заглиблених багато нижче просадного шару, тому що найсильнішим і різким буде просідання від зволоження знизу грунтовими водами. Уявіть собі будинок в 300 т вагою, це невеликий. Яка у нього інерція? Що буде, якщо досить тендітна конструкція враз ухнет на півметра, а то і більше?

Оскільки просідання грунту нерозривно пов'язане з зволоженням, то просадчика грунт обов'язково буде і пучинистих. Грунти I-ї категорії, природно, і пучіться будуть менше. Як правило, їх несуча здатність теж вище, але оскільки фундамент - монолітна плита під індивідуальним житловим будинком створює тиск на грунт того ж порядку, що і лижник, тут більш важлива ступінь сдимистості.

Ніякої грунт НЕ спучуються / просідає точно вгору-вниз. Будинок на будь-якому плаваючому фундаменті при сезонних переміщеннях грунту неминуче буде кренитися. Це, зрозуміло, не піде на користь як конструкції будівлі, так і підведеною до нього комунікацій. Тому будувати капітальний будинок на сильно- і чрезмернопучіністих грунтах можна тільки на фундаменті великого заглиблення, «чіпляється» за межі не вирячені грунт в глибині.

Виходячи з усіх цих обставин, можна зробити висновок, що плитний фундамент буде досить надійний тільки на грунтах грунтах I-ї категорії до середньоздимистих включно. Показання до його застосування - грунти слабкі, з несучою здатністю менше 2,5 кг / кв. см (або 25 т / кв. м) в сухому стані. На них фундамент-плита дійсно виявиться надійніше, дешевше і менш трудомістким, ніж інші.

Примітка: все вищесказане стосується лише монолітним плитам. Плита швидко, їх блоків дорожнього покриття або ВПП аеродромів, буде надійна тільки на грунтах скельних і великоуламкових без великої домішки дрібних фракцій, тобто НЕ вирячені і не просідають.

На яких грунтах можна закладати під фундамент для будинку плаваючу плиту, показано в табл. на рис .:

Графи, які не залиті кольором - про плиті не думаємо, стрічка або стовпи будуть дешевше і надійніше. Червоні графи - грунти «під плиту». Жовті - потрібен професійний порівняльний розрахунок і техніко-економічний аналіз. Напр., У супесей несуча здатність досить висока, плита знадобиться товста (див. Далі, про розрахунок). Тоді заглиблена стрічка може виявитися дешевше і простіше, і вона чинить опір пученію, а плита - немає. У розмоклих глин несуча здатність падає до 1 кг / кв. см і менше, але глини тверді як правило пористи, просідають по ΙΙ категорії, і чрезмернопучіністи. Тут може виявитися, що надійність забезпечать тільки палі.

Примітка: сині цифри - оптимальна для даного типу грунту навантаження на нього від плити. Вона нам знадобиться для розрахунку.

Плита по-шведськи

Фундамент типу утеплена шведська плита (УШП) активно рекламується мало не як універсальний під приватну забудову. Чимала частка провини в цьому - виробників спеціальних матеріалів і афілійованих з ними будівельних фірм. УШП - дійсно дуже хороший, але зовсім не універсальний фундамент. Крім того, як УШП часто подають «пиріг» зліва на рис., З оригінальною конструкцією має мало спільного. Докладний розбір УШП «по кісточками дають 2 частини відео:

Відео: утеплена шведська плита

Частина 1: міфи і реальність

Частина 2: плюси і мінуси

Ми ж дамо тільки деякі доповнення.

Як влаштована оригінальна шведська плита, показано праворуч на рис .:

По суті, це плитно-стрічковий фундамент з додатковими частими дрібними ребрами жорсткості. Всі достоїнства плити зі стрічкою (див. Далі) і всі обмеження для неї дійсні і в даному випадку. Родзинка конструкції в тому, що весь короб заливається на пластикову форму, вдавлену в потужну піщано-гравійну подушку; вона ж є гідро-і теплоізоляцією. Точність виконання нижньої поверхні плити за формою забезпечує повне дотримання розрахункових параметрів. Додаткові ребра жорсткості і тунелі для комунікацій формуються незнімної опалубкою з Стекломагнезітовий плит, зліва внизу на рис. Це дозволяє майже вдвічі знизити матеріаломісткість плити. Однак розрахунок і побудова такого фундаменту вимагають професійної роботи досить високого рівня або точного повторення типових зразків.

Ще про ребрах жорсткості

Фундамент-плиту з ребрами жорсткості (див. Слід. Рис.) Виконують, взагалі-то, коли розрахункова товщина плити-паралелепіпеда виявляється занадто великий, скажімо, будинок буде важке багатоповерхове, а місцеві умови не дозволяють застосувати підставу іншого типу. Напр., Для побудови ЦУМ на іншому фундаменті знадобилося б знести ряд прилеглих історичних будівель. Фундаментна плита з ребрами жорсткості вимагає складних розрахунків і точного проходження проекту, тому що ребро нема на місці або неправильно виконане може на міцність і надійність підстави надати зворотну дію. Загалом, це не для самовільної забудови.

Будуємо фундамент-плиту

Пристрій плитного фундаменту звичайного типу показано на рис. Конструкція проста, до нього потрібні лише окремі пояснення. По-перше, піщану подушку дуже бажано також укласти на геотекстиль з крилами, загорнутими вгору на всю висоту опалубки. По-друге, призначення бетонної підготовки (подбетонкой) - створити рівну горизонтальну поверхню під монтаж арматури, тому що якість армування багато в чому визначає надійність плити. Тому на подбетонкой можна брати бетон не дуже високої марки, М200 з надлишком вистачить, але ось плинність (рухливість) його повинна бути не нижче П3, а краще - П4; докладніше про властивості бетону для плити див. далі. По-третє, плитний фундамент в залежності від місцевих умов може виконуватися незаглибленного, див. Рис.

Тоді необхідна міцна опалубка з щитів (див. Далі) і, крім підтримують її підкосів, щебенева підсипка зовні ще до заливки. Для підсипання зовні по периметру риють додаткову траншею; в неї спочатку насипають піщану подушку і, якщо потрібно, роблять глиняний замок. Після демонтажу опалубки підсипку залишають, а після закінчення опади будови по ній формують вимощення.

Який товщини потрібна плита?

Розрахунок товщини плити - перше, з чого починається закладка плитного фундаменту. Він зводиться до підгонці товщини плити і пов'язаного з нею її ваги до оптимального питомому тиску на даний тип ґрунту. Взяти навантаження на грунт більше - будинок може почати «тонути»; менше - слабка переміщення грунту здатна «наподдать» плиту, і будинок перекоситься. Ідея даного спрощеного методу в тому, що грунти слабоздимистих і практично не вирячені, як правило, володіють і достатню несучу здатність. Закладати на них під будинок цільну плиту нераціонально. Звідси випливає досить-таки нетривіальний, але в межах своєї застосовності дає вірні результати з запасом «на самобуд» порядок розрахунку плити фундаменту під звичайний невеликий житловий будинок:

1. Беремо зведений вага будівлі: вага конструкцій, обробки, кліматичні та експлуатаційні навантаження (меблі, обладнання, люди).
2. За зведеним вазі і площі плити фундаменту в плані розраховуємо тиск від будинку на грунт без урахування ваги фундаменту.
3. За даними з табл. вище (сині цифри) обчислюємо, скільки ваги плити не вистачає для отримання оптимального тиску на грунт.
4. Виходячи з щільності армованого залізобетону 2,7 г / куб. см, розраховуємо товщину плити.
5. Наводимо товщину плити до найближчого кратного 5 см значенням; відхилення тиску від оптимуму при цьому допустимо в межах (+/-) 25%
6. Якщо вийшло менше 15 см, будинок для цього грунту занадто важкий і самовільне будівництво небажаний.
7. Раптом вийшло більше 35 см - швидше за все, вибір типу фундаменту помилковий, і такий будинок на даному грунті цілком вистоїть на стрічці або стовпах.
8. Перевіряємо величину питомої тиску на плиту від будівлі по міцності її бетону на стиск; можливо, беремо для неї бетон марки вище, не М200, а М300.

Примітка: будівельні правила рекомендують товщину плити витримувати в межах 10-40 см. Однак самодіяльним забудовникам настійно рекомендується не виходити за межі 15-35 см.

приклад розрахунку

Зведений вага будинку - 270 тонн. Розміри в плані - 10х10 м або 100 кв. м. Грунт - суглинок, знесе під плитою вологим 0,35 кг / кв. см або 3,5 т / кв. м, а під 100 квадратами - 350 т. Ваги плити бракує 80 т, це 29 кубів бетону. На 100 квадратах її товщина виходить 29 см, беремо 30. Кінцевий вага плити 2,7х30 = 81 т; загальна вага будинку з фундаментом 351 т, майже точно оптимум. Спробуємо плиту в 25 см: її вага 67,5 т, разом 270 + 67,5 = 337,5 т або тиск на грунт 3,375 т / кв. м. Різниця від оптимуму в 3,5 т - 0,125 т, а в процентах 0,125 / 3,5 = 0,035 або 3,5%.

Витрат вийде істотно менше, але чи витримає будинок сама така плита? Тут потрібно дивитися по міцності бетону на стиск, див. Нижче. Припустимо, вона 22,5 кг / кв. см (бетон В22,5) або 22,5 т / кв. м. Щоб витримати повні 270 т будинку, потрібна опорна площа 270 / 22,5 = 12 кв. м. Тоді площа в плані несучих стін не повинна бути менше цієї величини, або, в даному випадку, 12% від загальної площі будівлі в плані. Тепер потрібно дивитися проект будинку - який там товщини стіни? Яка їхня загальна довжина? - обчислювати їх площа і вважати тиск на бетон. В даному конкретному випадку (підкреслюємо - в даному конкретному), якщо будинок газобетонний, то плити з В22,5 напевно вистачить. Якщо бетонний зі стінами в 35 см - точно не вистачить, доведеться використовувати дорогий бетон високої марки. Що до цегляного будинку з несучими стінами в 1,5-2 цегли, то без плану і проекту перед очима заздалегідь нічого не скажеш.

Примітка: точний облік нерівномірності навантаження від будинку і її «розтікання» в плиті швидше за все покаже, що в даному випадку і бетон В22,5 знесе все. Але такого роду розрахунки - доля професійних проектувальників досить високого рівня.

Як вибрати бетон?

Монолітний залізобетонний фундамент будується тільки з готового бетону з ЗБВ. Заливати саморобним з мішалки шарами або тим більше плямами абсолютно неприпустимо! Подбетонкой, а потім і саму плиту, заливають за один під'їзд міксера! Бетон для плити потрібно замовляти з наступними параметрами:

• Марка - від М200, або міцність на стиск від В22,5.
• Морозостійкість - не нижче F200, тобто 200 циклів заморожування / розморожування.
• Водонепроникність - від W6, а в місцях з переважно плюсовою мокрою взимку і / або на обводнених ґрунтах - від W8.
• Рухливість - П3 для плит до приблизно до 6х8 м і П4 для великих.

Примітка: марка бетону і його міцність на стиск - не одне й те саме. Марка характеризує загальну міцність, а міцність на стиск - здатність нести зосереджене навантаження.

Хід роботи

Будівництво монолітного фундаменту в цілому здійснюється в послідовності відповідно до рис. праворуч:

1. 

   Порядок побудови плитного фундаменту

   Роблять розмітку, перевіряючи її діагоналями і промірами сторін;

2. Риють котлован;
3. Засипають і трамбують піщано-щебеневу подушку;
4. Заливають подбетонкой і роблять технологічну перерву до набору нею міцності;
5. Роблять гідроізоляцію бетонної підготовки;
6. Встановлюють опалубку і монтують арматурний каркас;
7. Заливають плиту;
8. Після набору нею міцності знімають опалубку і виробляють зворотну засипку бортів, щільно утрамбовувавши грунт;
9. Укладають верхню гідроізоляцію і продовжують будівництво.

Дамо деякі пояснення щодо окремих стадій.

котлован

Котлован повинен заглиблений під гумусовий шар і не менше ніж на 35 см під ним - в материковий грунт. Якщо необхідний виступ плити над поверхнею землі, то можна збільшувати товщину піщаної подушки до 35-45 см. Скажімо, шар гумусу у нас 15 см, тоді котлован повинен бути не дрібніше 50 см. Нехай товщина плити 25 см, а подбетонкой - 5 см. Подушка з подбетонкой повинні бути нижче гумусу, отже, у нас допустимо виступ плити над грунтом до 10 см. Нормальним же в даному випадку буде закладення плити врівень з поверхнею грунту.

Подушка

Мінімальна потужність подушки - 25 см; зазвичай беруть 30. Якщо потрібно більше, до 45 см, то засипають і трамбують пошарово, рівними шарами. Трамбувати потрібно обов'язково, і щільніше! Перед трамбівкою засипку змочують з шланга з розпилювачем; змочування з трамбуванням це і є примусова просадка ґрунту, про яку йшлося на початку. Дрібного щебеню (відсіву) в пісок додають до 1/3 при закладці плити на обводнених ґрунтах.

Примітка: дуже бажано котлован перед засипанням подушки застелити геотекстилем з заходом на борту котловану або опалубки.

подбетонка

Для подбетонкой беруть, як сказано, розчин добре текучий. Товщина - 70-100 мм, марка бетону від М100. Геотекстиль під нею потрібен, щоб розчин не протікав в пісок, а сформував рівну поверхню. За схоплюванні подбетонкой зволожують, як і будь-яку заливку бетоном. В даному випадку головна мета цього - забезпечити рівномірну усадку і гладке «дзеркало». Дуже бажано заздалегідь зробити опалубку вище і заливати подбетонкой в ​​неї. Гідроізоляція - просочення складом з 60% дизпалива та 40% бітуму.

опалубка

Опалубка потрібна міцна, тому її набирають з щитів, зібраних з якісного будівельного лісу. Дві конструкції щитів опалубки показані на рис. Товщина обрізних дощок для них - від 30 мм. Для полегшення розбирання опалубки цвяхи забивають зсередини, що не загинаючи їх кінців. Висота в 600 мм обрана для установки відразу в котлован і засипки подушки в опалубку, або для заливки незаглибленного плити. Її при необхідності можна зменшити на дошку. Опалубку підпирають підкосами зовні, вирівнюють краю в горизонт і додатково підкріплюють зворотним засипанням грунту і його утрамбовкой, після чого краю ще раз перевіряють на горизонт шланговим рівнем.

арматура

Схема армування простий фундаментної плити - кліть з 2-х шарів арматурної сітки, див. Рис. Діаметр арматурних прутів - приблизно 1/20 товщини плити, тобто для плити в 200 мм - 10 мм, 250 мм - 12 мм, 300 мм - 16 мм, 350 мм - 18 мм. Крок сітки - 200-300 мм. Арматура - тільки сталева! Відступ решт прутів від краю моноліту - як зазвичай, близько 50 мм і не менше 25 мм.

Технологія армування має ряд особливостей, тому що витримати параметри кліті і відстань решт прутів від країв моноліту потрібно точно. Перша - ніяких випадкових підпірок для прутів! Використовуються спеціальні проставкі- «грибки», короткі в 50 мм (зліва на рис.) Під нижній шар, і довгі (в центрі там же), 100-200 мм, для підтримки верхнього шару.

Низькі грибки заздалегідь розставляються згідно зі схемою армування так, щоб вони припали на перехрестя прутів. Спочатку укладаються прути поперечні, потім поздовжні. У грибках в'язати прути без досвіду незручно, тому початківцям арматурник можна розставляти грибки посередині майбутніх осередків сітки, як зліва на рис. Але піднімати не пов'язані сітку і зрушувати грибок не можна, вся укладання може посипатися! Високі грибки ставлять і верхній шар в'яжуть після повної ув'язки нижнього.

Тепер потрібно створити вертикальні зв'язки між шарами. Вони розташовуються рівномірно по площі з кроком вдвічі більше кроку сітки, тобто перехрестя зв'язуються по вертикалі через одне в ряд, не в шаховому порядку. У промисловому будівництві кінці прутів пов'язують П-образними скобами, укладеними набік, а перехрестя ними ж з розгорнутими на 90 градусів в горизонтальній площині кінцями; додаткові гілки по краях, якщо передбачені проектом - вузькими вертикальними П-образними петлями, див. рис. вище.

Будинки зробити ці деталі складно, а будинок на плиті буде не дуже важкий, тому краще з'єднувати шари сітки відрізками прутів меншого діаметру, 8-12 мм. Тоді потрібно витримати відстань їх кінців від верху і низу моноліту мінімально допустимий, 25 мм. В'яжуть 2-мм дротом, вузол - хрестовий одинарний, див. Рис.

Примітка: не треба пов'язувати шари вертикалями занадто часто. Від перевантаження залізом плита тільки ослабне.

Заливка і далі

Бетоновоз підганяють до одного з кутів майданчика. Заливка проводиться з один прийом з штатного шланга машини починаючи від дальнього кута, поступово просуваючись до міксера. Працювати потрібно в гумових чоботях, касці, пластикової накидці, рукавицях і захисних окулярах або з опущеним щитком каски: з шланга б'є будь здоров, а тримати його не легше, ніж спійманого удава. Серед бетонників-професіоналів слабаків не буває.

Негайно після заливки бетон потрібно ущільнити глибинним вібратором. Штикуванням, як для стрічки, тут не обійдешся. Намагайтеся не зачепити наконечником за арматуру, тут це не так страшно, як для стрічки або паль, але все ж ніяк не бажано.

За схоплюванні моноліту його потрібно накрити вологою ганчіркою (бетону, як відомо, для набору міцності потрібна вода), а поверх неї - прозорою плівкою. Плівку кожен день оглядають: немає конденсату - піднімають і ганчір'я зволожують. Набір міцності монолітом займає від 20 до 40 діб, залежно від погоди. Будівництво можна продовжувати ніяк не раніше.

різновиди плити

Іноді в малому малоповерховому будівництві застосовується монолітно-стрічковий фундамент, він буває 2-х видів: з верхньої (зліва на рис.) І нижньої, тобто заглибленою, стрічкою, там же справа. Перший роблять в місцях, де є потреба у провітрюваних підпілля, скажімо, з «гнилою», середземноморського типу взимку, або в інших з постійно надлишковою вологістю повітря, або з небезпекою підтоплення.

Житло в таких хворих кутах, як правило, не будують, тому обмежимося згадкою про даної конструкції. Ще можна вказати, що верхня стрічка на плиті по Будмеханіка дещо схожа на ростверк, тому весь моноліт повинен мати єдиний каркас і заливатися в один прийом. Що набагато ускладнює і здорожує роботу.

Плита з нижньої стрічкою куди привабливіше: за умови утеплення фундаменту і з утепленою отмосткой вона дозволяє створити потужну потівопучінную подушку і будуватися на рухливих грунтах. Товщини ж власне плити під будинок в 200 тонн виявляється досить 10 см. Розрахунок плити з нижньої стрічкою складний, так що просто для прикладу даємо креслення фундаментів такого типу під будинку на обводнених ґрунтах з газобетону (вгорі на рис.) І під каркасний дерев'яний, внизу там же. Тут необхідна і утеплена вимощення, така ж, як і в першому випадку; вона умовно не відображено.

Нарешті, існує ще таке явище, як свайно-монолітний фундамент. Його, вкрай рідко, закладають, коли несучої здатності грунту мало, а місцева геологія не дозволяє забити або забурити і набити палі потрібної довжини. Будівельники таке рішення приймають вкрай неохоче: вирячені грунт може порвати палі або поламати покояться на них плиту. У подібних випадках найчастіше дешевше та простіше виявляється вжити заходів щодо зміцнення грунту.

В кінці - про будинки

Так що ж все-таки можна будувати на плиті? На шведській - житлові будинки поверховістю до 2-х на грунтах до сильноздимистих. На звичайній саморобної - постійне капітальне житло на грунтах до середньоздимистих, що не включно! Легкі швидкобудуюємі дерев'яні будівлі - і на грунтах середньоздимистих, але тут потрібно подумати, чи варто витрачатися: розрахунковий термін експлуатації таких будинків років до 40-50, а плити вистачить не менше ніж на 100.

Однозначно плитний монолітний фундамент вигідний в місцях, де морози взимку в рідкість, для досить комфортабельних будівель сезонного призначення: заміських літніх резиденцій, котеджів і вілл під оренду; на середземноморських курортах велика частина здаються в найм будинків побудована на плиті. А на збірних плитах, особливо б / у від покриттів, досить надійними на слабких стійких грунтах будуть невеликі дачні будинки і господарські будівлі.

В цілому, монолітна плита під будинком не панацея, але на слабких грунтах часто дозволяє домогтися належної надійності будівлі ціною відносно невеликих витрат: ціна плити під ключ товщиною 40 см 12х12 м розміром становить близько 1 млн. Руб., Що набагато менше вартості зміцнення просадного сільнопучіністие грунту на тій же площі. Тривалість виробничого циклу до готовності підстави до зведення стін також скорочується вдвічі і більше.