Заливка монолитной плиты фундамента: применение и технология

Конструкция и расчёт армирующего каркаса

Бетон превосходно противостоит сжимающим нагрузкам, но плохо противостоит изгибам и растяжениям. Если говорить о возведении дома на фундаментной плите, то она подвергается:

возникновению постоянного изгибающего момента вследствие неравномерности нагрузки на различные части конструкции;
периодическому воздействию, связанному с подвижками грунта.

Активно противостоять знакопеременному давлению почвы удаётся с помощью металлического каркаса. Так называемый пояс армирования прекрасно справляется с изгибающими и растягивающими усилиями, в то время как бетон активно противостоит сжатию.

Армирование плитного фундамента выполняют неравномерно, с дополнительным усилением по периметру, а также в зонах расположения стен и колонн (специалисты называют эти участки зонами продавливания). Плита минимальной толщины (до 150 мм) требует однослойного армирования, тогда как более массивные конструкции нуждаются в строительстве усиливающего каркаса.

При определении размера ячейки опираются на расчётную нагрузку. Так, для кирпичных стен арматуру крепят с шагом в 200 мм, тогда как при возведении более легких деревянных или каркасных домов стержни вяжут на расстоянии 250–400 мм. Вместе с тем, ширина ячейки не должна превышать толщину фундаментной плиты больше чем в 1.5 раза. Что касается шага стержней в зонах продавливания, то там его уменьшают в два раза. Подобное усиление каркаса позволяет предотвратить появление трещин в местах примыкания несущих стен и колонн.

Расстояние между прутьями каркаса может быть различным и зависит от площади, которую перекрывает плита

Если при монтировании армопояса длины стержня недостаточно для охвата продольного или поперечного габарита, то его наращивают прокатом такого же диаметра. Соединение выполняют с нахлёстом длиной в 40 диаметров прутка, то есть для арматуры Ø14 мм стык будет равняться 40х14=560 мм.

При каркасном армировании стержни монтируют двумя ярусами, с креплением к вертикальным пруткам. Шаг между этими элементами конструкции может отличаться от ширины ячейки в 1,5–2 раза.

Соотношение площади сечения фундамента и стальной арматуры, уложенной в продольном или поперечном направлении, равняется 0,3%. Минимальный диаметр прутков составляет 10 мм — такие стержни используют для плит со стороной до 3 м. Для более габаритных строений применяют прокат сечением 12, 14 и 16 мм. Для вертикальных стержней используют прутки с минимальным диаметром 6 мм, учитывая способ крепления — сваркой или проволокой.

Ошибки армирования: 1 — запрещено использовать камни в качестве опор каркаса (спейсеров); 2 — воткнутые в землю вертикальные стержни будут способствовать распространению коррозии внутрь плиты; 3 — отсутствует гидроизоляция, препятствующая впитыванию цементного молока в грунт

Плитный фундамент своими руками закладывается в такой последовательности:

Выполните разметку и выровняйте площадку (плавающее основание можно заливать, не углубляясь в грунт, особенно если он каменистый). Впрочем, иногда приходится зарываться в грунт, выкапывая котлован глубиной до 35 см. Что нужно делать вам – спросите у человека, который будет рассчитывать толщину плиты (заказ в фирме обойдется дороже);
Во время устройства плитного фундамента на «дно» будущего фундамента лучше уложить геотекстиль. Этот материал увеличит несущую способность грунта и послужит разделителем песчаной подушки и базовой почвы. Впрочем, в качестве гидроизоляции подойдет и эконом-вариант: обычный рубероид или полиэтиленовая пленка. Вот только выстилая что угодно, не забудьте сделать запас по сторонам. Да такой, чтобы его можно было бы завернуть по высоте застывшей плиты и еще на ее плоскость уложить как минимум по 15 см по на сторону. Если же хотите сделать всё надёжно и по правилам закажите геотекстиль в Екатеринбурге. Там Вам помогут профессионально подобрать материал с соответствующими техническими характеристиками, сопоставляя с условиями именно Вашего участка;
Выполняя плитный фундамент своими руками засыпьте песчаную подушку (можно использовать смесь песка со щебнем). Учитывая, что площадь достаточно велика, рекомендуем взять напрокат вибромашину, а не упахиваться от ручной трамбовки – силы вам еще пригодятся. Ведь каким бы Гераклом вы ни были, где уж вам тягаться с механической электротехникой… Да, кстати, трамбуйте подушку, как только ее слой достигнет 10 см;
Прямо по подушке проложите коммуникации (трубы с проводами или полые);
Залейте «подбетонку» — плиту толщиной 70-100 мм из бетона М 100 хорошей текучести. Такая «нижняя прослойка» обеспечит равномерную усадку основной плиты. Подбетонку заливайте лишь в том случае, если толщина плавающего фундамента будет больше 20 см;
После застывания подбетонку покройте еще одним слоем гидроизоляции. Впрочем, можете и тут сэкономить – промажьте ее составом, состоящим из 6 частей дизтоплива и 4-х – битума;
Устройство плитного фундамента потребует установки опалубки. Ее желательно делать не из чего попало (особенно когда высота плиты превышает 25 см). Опалубочные щиты наберите из досок, распущенных из качественного строевого леса. Не думайте, что в таком случае выбросите деньги на ветер – в частном домостроении доски везде пригодятся – от перекрытий, до постройки крыши;
И, конечно же, плитный фундамент своими руками просто не мыслим без арматуры. Она – вечная спутница бетонных работ. Фундаментную армировку выкладывайте в двухслойную клеть с ячейкой 20 х 20 мм, придерживаясь следующих рекомендаций:

Расчет параметров плиты для фундамента

При расчете фундамента, необходимо учесть следующие параметры:

толщина плиты;
площадь плиты;
глубина залегания плиты.

Лучше делать плиту немного больше, чем размеры будущего здания. Это немного затратнее, но вероятность проседания снизится в несколько раз.

Для обычных загородных построек формула такова: площадь плиты относится к весу здания и весу фундамента. При этом нужно учесть несущую способность грунта. На сухих грунтах эта цифра равна 2 кг на 1 см2.

При расчете веса здания учитывается все: вес стен, перекрытий, крыши, мебели, жильцов и даже снега, который может выпасть зимой. Поэтому к получившемуся результату прибавляем 150 кг на 1 м2. После проведения всех расчетов делим получившуюся цифру на площадь строения и соотносим к несущей способности грунта.

Для примера можно сказать, что двухэтажный дом площадью 10х10 м при толщине плиты 20 см и толщиной стен в два кирпича создает давление в 300 грамм на 1 см2.

Бетон М 510 выдерживает давление в 150 кг на 1 см2. Выводы: это очень хороший фундамент.

Теперь нужно рассчитать объем бетона, который нам нужно заказать.

При расчете количества бетона для фундамента, нужно перемножить длину, ширину и толщину будущей плиты. Затем можно вычесть объем арматуры и получится заветная цифра. На самом деле, объем арматуры лучше не вычитать. Так, у вас останется небольшой запас на всякий случай. Вроде все просто, но тут кроется небольшая хитрость.

При расчете объем бетона, который необходим для заливки фундамента, необходимо учитывать тот факт, что небольшие (несколько сантиметров) неровности опалубки или подушки основания будущей плиты могут привести к тому, что у вас либо не хватит бетона, либо он останется.

В качестве примера, неровности в 1 см то там, то здесь, для фундамента размером 6*10 м и толщиной 25 см могут привести к расхождению с расчетами в 0,5 куба бетона. Кстати, этим зачастую пользуются недобросовестные застройщики.

Виды плитного фундамента

Существует два вида фундамента-плиты по технологии исполнения: сборная и монолитная.

для тяжелых сооружений на насыпных почвах с заглублением до материкового грунта;
строительство на смешанных грунтах, имеющих разные несущие свойства;
для обустройства подвального помещения в условиях высокого уровня грунтовых вод.

По профилю различают три варианта фундамента:

Сплошная плита. Дом без цоколя, когда поверхность плиты служит черновым полом первого этажа (например, шведская плита). Может быть как монолитной, так и сборной.
Ребристая плита. В нижней части присутствуют ребра жесткости. Если это монолитная технология, то для них роют дополнительные траншеи, а опалубку и армирование объединяют с общей частью. Если это сборная технология, то используют ребристые готовые плиты для фундамента.

Дополнительные ребра жесткости сделают конструкцию более надежной даже при небольшой толщине основной части фундаментаИсточник vamnapolzu.ru

Коробчатый фундамент. Дом с цоколем на плите и бетонным перекрытием первого этажа. Плита и цоколь могут иметь монолитную технологию, сборную или комбинированную.

Как устроен плитный фундамент

Данный вид фундамента представляет из себя монолитную железобетонную плиту, немного заглубленную в грунт. Она лежит на подушке из песка, щебня, которая, в свою очередь, лежит на грунте.

В некоторых случаях он собирается из нескольких уже готовых железобетонных плит, а потом заливается обыкновенной цементной стяжкой.

Глубина залегания такого фундамента не превышает 20-50 см. Толщина и устройство самой плиты зависит от веса будущей конструкции, но на практике она должна быть не тоньше 20 см. Чаще всего бывает не больше 40 см для обычных немногоэтажных строений.

Такой фундамент применяется на сложных грунтах, в местах с высоким уровнем грунтовых вод, пучинистых и слабонесущих почвах. Его плюсы заключаются в том, что за счет своей площади и монолитной конструкции, он лучше противостоит силам пучения и обладает хорошей устойчивостью. Фундамент движется целиком, он как бы «плавает». И вместе с ним движется весь дом. Это предохраняет постройку от перекосов, а значит, от разрушения. Такой тип фундамента используется для строений без подвалов, и зачастую сама плита служит основанием для пола строения.

Особенности устройства монолита на грунте

«Плавающие» плиты, возводимые над нулевым уровнем земли, могут использоваться для различных типов грунта, но наиболее эффективны на почве, которая характеризуется особой склонностью к пучению при минусовых температурах, а также на болотистой местности.

Например, глинистая почва за счет своей сыпучести и пластичности относится к самым тяжелым типам пород для строительства фундаментов, поэтому для таких условий предпочтительно использование фундамента «плавающая плита».

Устройство силовой конструкции плиты начинается с разметки участка и рытья котлована на глубину, которая будет соответствовать толщине подошвы из нерудных материалов, как правило, речь идет о совместном использовании песка и щебня. Большинство практикующих строителей используют традиционную комбинацию слоем: 20 см песка и 20 см щебенки.

В обязательном порядке сверху подушки укладывают слой гидроизолятора:

рубероида;
несколько слоев полиэтилена и/ или экструдированного пенополистирола;
который одновременно выполняет функцию теплизолятора.

Затем строители приступают к монтажу опалубки, вязке арматурного каркаса и непосредственно бетонированию.

Какие материалы могут использоваться?

Несмотря на широкий выбор теплоизоляторов (пенопласт, минвата, пенополистирол и т.д.) не все предлагаемое отечественными и зарубежными производителями сырье подходит для фундаментов.

необходимо учитывать следующие его характеристики:

Низкая степень теплопроводности.
Хорошая влагонепроницаемость.
Высокая прочность на сжатие.
Сохранение свойств в условиях резких температурных перепадов.
Стойкость к агрессивной среде.

Выбранный материал должен удовлетворять всем перечисленным требованиям, поскольку теплоизолятор в процессе эксплуатации подвергается вертикальному давлению от сооружения, а также нагрузкам со стороны внешней среды.

Что лучше выбрать и почему?

Среди существующих предложений на рынке, практикующие строители выбирают для теплоизоляции фундамента в большинстве случаев экструдированный пенополистирол (пеноплекс) или пенополиуретан.

Выгодные преимущества экструдированного пенополистирола:

морозостойкость;
высокая влагостойкость;
безопасность для человеческого здоровья и окружающей среды;
устойчивость к биологическим воздействиям.

Другой эффективный материал – пенополиуретан не только обладает теплоизоляционными качествами и не пропускает влагу, но также подавляет шумы, что особенно важно при строительстве вблизи автострад, железных дорог и промышленных объектов. Пенополиуретан продается в аэрозольных баллонах, что обуславливает возможность его применения для наружного утепления вертикальных частей железобетонной плиты

Пенополиуретан продается в аэрозольных баллонах, что обуславливает возможность его применения для наружного утепления вертикальных частей железобетонной плиты.

Материалы для монолитного фундамента

Важно правильно подобрать бетон и арматуру для обустройства оснований сооружений. Например, бетон марки М50 и М100 для фундаментов категорически не подходят

М200 используется только для заливки фундаментных плит, если вес возводимого здания небольшой.

Бетон М300 – наиболее подходящий вариант для постройки частных малоэтажных домов, он подходит для большинства сооружений. А вот бетон марки М400 и выше применяется только в промышленном строительстве и в особо ответственных конструкциях, использовать его для сооружения коттеджей нерационально.

Арматура может быть стальной или композитной, ее задача – принятие и распределение изгибающих усилий. Для монолитных плит диаметр арматуры должен быть более 10 мм. Чем слабее грунт, тем толще должны быть стержни. На углах здания целесообразно применять арматуру диаметром около 16 мм.

Виды монолитного фундамента

Глубина заложения фундаментов зависит от наличия или отсутствия подвала, цокольного этажа в здании, а также от других конструктивных особенностей. Ориентировочно глубину заложения фундамента можно принимать равной глубине промерзания грунта.

Фундамент глубокого залегания

Фундамент глубокого залегания строится ниже уровня промерзания грунта. Это позволяет фундаменту опираться на устойчивый слой земли. Такой тип фундамента достаточно универсален, позволяет оборудовать подвал, иногда используется для постройки крупных деревянных домов, но чаще всего такой вид фундамента сооружается для высоких каменных зданий. На постройку такого фундамента потребуется много времени и земляных работ.

Мелкозаглублённый фундамент

Данный вид фундамента может быть использован при постройке лёгких строений. Он не сложен в сооружении, так как для такого фундамента не требуется больших затрат сил и времени на земляные работы, а также мелкозаглублённый фундамент дешевле фундамента глубокого залегания. Также на него не будет оказывать влияние пучение грунта. Но такой тип фундамента подходит не для всех почв и не для любого здания.

Плитный фундамент

Из-за необходимости применения большого количества строительных материалов, это, пожалуй, самый дорогой тип фундамента. Его применение целесообразно при сложных геологических условиях на участке, где планируется строительство. Такой фундамент можно применять практически на всех типах грунта, включая глинистые, торфяные, болотные. Его применение допустимо на участках с большой глубиной промерзания почвы.

Ленточный фундамент

На сегодняшний день – это один из наиболее часто применяемых типов фундамента. Ленточный фундамент изготавливается из железобетона или бетона. Такие конструкции выдерживают нагрузку стен возведенных на основе тяжелых материалов, таких как бетон, керамзитобетон, шлакобетон, кирпич.

Строительство ленточного фундамента требует проведения дополнительных земляных работ, что делает его стоимость не самой низкой. Однако его использование особенно актуально для домов, в которых предполагается наличие подвала, цокольного этажа или гаража.

Закладка своими руками

После проектирования, составления сметы и закупки стройматериалов приступают непосредственно к строительным работам:

Вначале убирают участок от крупного мусора, снимают плодородный слой почвы и размечают рабочее поле.
Устраивают подушку под плиту фундамента. Песок (речной, карьерный) высыпают слоями по 20–30 см, увлажняя и утрамбовывая каждый раз поверхность.
Уплотненную песчаную насыпь застилают геосинтетической тканью. Сверху укладывают слой среднефракционной щебенки.
Монтируют опалубку для монолитной плиты фундамента по периметру будущей плиты. С внешней стороны опалубку подпирают брусьями, чтобы ее стенки не разошлись под напором раствора.
Из армированных стальных прутков диаметром 12–14 мм монтируют силовой каркас в виде сетки с проектным размером ячейки. Чтобы исключить преждевременную коррозию металла, армокаркас должен быть заглублен в тело плиты минимум на 5 см с каждой стороны. Для того, чтобы обеспечить проектное расстояние, внутри опалубки выставляют перемычки.
Правила, как выбрать подходящий металлопрокат и схемы сборки конструкции, регламентированы действующим СП 63.13330.2012. Частные застройщики выбирают способ ручного или полуавтоматического вязания армирующей сетки вместо фиксации деталей методом сварки, поскольку такой способ проще и гарантирует прочность готового изделия.
На поверхности подушки из нерудных материалов выстилают слой гидроизолятора (полиэтиленовой пленки, рубероида), чтобы предотвратить просачивание почвенной влаги через дно конструкции.
Варианты утепления плитного фундамента: по периметру конструкции внутри опалубки или вместо нее (съемная опалубка); в теле фундамента между слоем гидроизоляции и бетонной стяжкой; сверху плиты в качестве утепления чернового пола.
Среди всех существующих утеплителей набольшим спросом у практикующих строителей пользуется пеноплекс (экструдированный пенополистирол) – материал, обладающий достаточными теплоизоляционными и прочностными характеристиками наряду с доступной ценой. Оптимальная толщина листов пеноплекса для утепления фундамента – до 10 см (зависит от геологии, климата и проектных нагрузок).
Водопровод, канализацию и линии электроснабжения можно заложить в процессе строительства плитного фундамента в специальных гильзах и устроив в плите специальный приямок. Трубы кладут в заранее подготовленные и утрамбованные в нерудной подушке траншеи. В фундаментах типа УШП система водяного отопления для пола смонтирована непосредственно в бетонной стяжке.
На участках с переувлажненным грунтом устраивают дренаж для отвода избыточных вод. Доступная методика для частного строительства заключается в укладке перфорированных пластиков труб на дне расчищенной площадки для фундамента.

Технология строительства фундамента из плит рассмотрена в этой статье, как обустроить дренаж плитного основания — в этой, специфика прокладки коммуникаций — в этой.

Как вязать арматуру для фундамента из монолитной плиты, можно узнать здесь, как выбрать арматуру — тут, особенности армирования рассмотрены здесь. Об устройстве опалубки читайте тут, подушки — здесь.

Об утеплении монолитной плиты читайте в этой статье, с использованием Пеноплекса — в этой, какой геотекстиль использовать — в этой, о гидроизоляции — тут. О самостоятельном возведении плитного фундамента под гараж можно узнать из этой публикации, для бани — в этой, для дома из газобетона — в этой.

Кой-какие понятия

Давайте вначале усвоим разницу между терминами, значение которых часто путают: усадкой, осадкой и просадкой. На самом деле:

Усадка – величина уменьшения объема материала в процессе формирования его структуры. Напр., бетон при застывании несколько уменьшается в объеме. А у воды усадка отрицательная, она при замерзании довольно сильно распухает, потому лед и плавает. Степень усадки от внешних нагрузок, как правило, не зависит.
Осадка – уменьшение объема материала под воздействием внешней нагрузки без изменения его внутренней структуры; попросту – его уплотнение. Под вновь построенным зданием грунт уплотняется, и дом немного оседает, пока уплотнившийся грунт не окажется способен нести его вес.
Просадка – объем материала уменьшается от внешних воздействий не механического характера: увлажнения, усыхания. Внешняя нагрузка может спровоцировать просадку и усилить ее. Структура исходного материала при этом меняется на более связную. Величина просадки, как правило, значительна, а конечная структура оказывается стабильной. Это позволяет, искусственно вызвав просадку, улучшить механические свойства материала.

Вначале о земле

Также нередко пишут, что плитные фундаменты позволяют строиться на «проблемных», они же «сложные», грунтах: пучинистых, просадочных, топких. Во-первых, топкий грунт потому и топкий, что в нем все тонет практически при нулевой нагрузке от объекта. Топкие грунты могут быть и сухими, напр. зыбучий песок. Единственный тип фундамента, который позволяет более-менее надежно на них строиться, это свайный.

Во-вторых, к просадочным грунтам относятся пористые не переувлажненные со слабой связностью: лёссы, сухие рыхлые глины и др. покровные грунты. При сильном увлажнении они уменьшаются в объеме под незначительным, с несколько раз меньше несущей способности грунта в сухом или умеренно увлажненном виде, давлением или даже под собственным весом.

Просадочные грунты делятся на 2 категории. I-я проседает не более чем на 5 см на каждый метр мощности просадочного слоя. II-я – более, до 30 см/м и больше. На грунтах II категории без мер по их укреплению можно строить только опять же, на сваях, заглубленных много ниже просадочного слоя, т.к. самым сильным и резким будет проседание от увлажнения снизу грунтовыми водами. Представьте себе дом в 300 т весом, это небольшой. Какая у него инерция? Что будет, если довольно хрупкая конструкция враз ухнет на полметра, а то и более?

Поскольку проседание грунта неразрывно связано с увлажнением, то просадочный грунт обязательно будет и пучинистым. Грунты I-й категории, естественно, и пучиться будут меньше. Как правило, их несущая способность тоже выше, но поскольку фундамент – монолитная плита под индивидуальным жилым домом создает давление на грунт того же порядка, что и лыжник, здесь более важна степень пучинистости.

Никакой грунт не вспучивается/проседает точно вверх-вниз. Дом на любом плавающем фундаменте при сезонных подвижках грунта неизбежно будет крениться. Это, разумеется, не пойдет на пользу как конструкции здания, так и подведенным к нему коммуникациям. Поэтому строить капитальный дом на сильно- и чрезмернопучинистых грунтах можно только на фундаменте большого заглубления, «цепляющемся» за не пучащийся грунт в глубине.

Исходя из всех этих обстоятельств, можно сделать вывод, что плитный фундамент будет достаточно надежен только на просадочных грунтах I-й категории до среднепучинистых включительно. Показания к его применению – грунты слабые, с несущей способностью менее 2,5 кг/кв. см (или 25 т/кв. м) в сухом состоянии. На них фундамент-плита действительно окажется надежнее, дешевле и менее трудоемким, чем прочие.

На каких грунтах можно закладывать под фундамент для дома плавающую плиту, показано в табл. на рис.:

На каких грунтах оправдан плитный фундамент

Графы, не залитые цветом – о плите не думаем, лента или столбы будут дешевле и надежнее. Красные графы – грунты «под плиту». Желтые – нужен профессиональный сравнительный расчет и технико-экономический анализ. Напр., у супесей несущая способность довольно высока, плита понадобится толстая (см. далее, о расчете). Тогда заглубленная лента может оказаться дешевле и проще, и она сопротивляется пучению, а плита – нет. У размокших глин несущая способность падает до 1 кг/кв. см и менее, но глины твердые как правило пористы, проседают по ΙΙ категории, и чрезмернопучинисты. Тут может оказаться, что надежность обеспечат только сваи.

Заключение

Фундамент дома – это его основа, и от того насколько правильно и профессионально проведены работы по его закладке зачастую зависит качество всей постройки. При выборе типа фундамента надлежит учитывать тип почвы, глубину промерзания грунта, а также назначение и конструкцию будущего дома. Необходимо помнить, что стоимость фундамента может достигать 15-20% от стоимости строительства дома, и это совсем не та часть постройки, на которой стоит экономить.

Чтобы избежать возможных дефектов при строительстве, лучше доверить закладку фундамента профессиональным строителям, которые смогут более точно определить все возможные нюансы участка застройки и дать гарантию на свою работу.

Как заливать монолитную плиту фундамента?