Плитный фундамент

Характеристика сборных железобетонных фундаментных плит.

Сборные фундаменты состоят из ленты, собираемой из железобетонных плит, и стен фундаментов, собираемых из бетонных блоков.

Фундаментные плиты соответствуют среднему расчётному сопротивлению основания (при коэффициенте надёжности по нагрузке y1=1):

• первой группы — R=0,15 МПа;
• второй группы — R=0,25 МПа;
• третьей группы — R=0,35 МПа;
• четвёртой группы — R=0,45 МПа.

Марки плит обозначаются буквами ФЛ и числами, характеризующими ширину и длину плиты, разделёнными точками.

Цифра указывает группу по несущей способности при толщине опирающейся стены 160 мм. Например, ФЛ20.12-4 — плита длиной 2000 мм, шириной 120 мм, для среднего давления (R) конструкции на подошву фундамента 0,45 МПА.

Расчётный момент для плит (R) определён по грани нагружающей стены, которая принята толщиной 160 мм (для крупнопанельных зданий) При увеличении толщины нагружающей стены, например до 300…400 мм и более, расчётные размеры консолей уменьшаются и по условиям прочности плиты могут соответствовать большим значениям средних давлений (R) на основание.

Фундаментные плиты запроектированы применительно к их расположению выше уровня подземных вод, что обусловлено предельным раскрытием трещин (по нормам СНиП) не более 0,3 мм. При наличии подземных вод ширина раскрытия трещин принимается (по нормам СНиП) менее 0,2 мм, что приводит к снижению среднего давления по подошве на величину n=0,833 для плит с рабочей арматурой диаметром более 8 мм.

Фундаментные плиты армируют одиночными сетками или плоскими арматурными блоками, собираемыми из двух сеток:

Преимущества плитного фундамента

Большая площадь и наличие пространственного армирования позволяет значительно снизить давление фундамента на грунт (до 0,1 кг/см2) и переносить знакопеременные нагрузки, возникающие из-за разнообразных подвижек грунта. Так как плиточный фундамент располагается под всей площадью строения, его использование в большей степени оправдано при строительстве объектов сравнительно небольшого размера.

Главными сильными сторонами плитных фундаментов являются:

• простота и относительно невысокая стоимость изготовления и монтажа монолитной плиты (благодаря возможности выгрузки бетона прямо из автобетоносмесителей и, как следствие, отсутствию необходимости использования дорогостоящего бетононасоса). При условии проведения работ под должным контролем заказчика, заливка такого фундамента может производиться даже строителями, обладающими низкой квалификацией, которым достаточно объяснить, где брать, куда лить и как разравнивать;
• высокий показатель несущей способности, который обусловлен большой площадью соприкосновения с грунтом. В качестве примера можно упомянуть, что монолитная фундаментная плита, на которой располагается 63-метровая лифтовая колонна Останкинской башни, имеет толщину всего 1 метр;
• благодаря общей платформе, которая не подвержена локальной деформации, сохраняется гарантированная целостность стен строения. В зимний период в конструкции не образуется провалов и выгибов, так как она опускается и поднимается равномерно. Данное свойство обусловлено тем, что монолитная плита представляет собой негнущуюся жёсткую площадку, на которой расположены колонны и стены;
• возможность использования фундамента в качестве чернового пола цокольного этажа. В этом случае не требуется использование на цокольном этаже каких-либо дополнительных плит перекрытия, что значительно экономит средства;
• возможность использования монолитного плитного фундамента на так называемых сложных грунтах, благодаря тому, что при его устройстве практически не требуется проведение землеройных работ. Такая возможность позволяет максимально сократить трудоемкие и дорогостоящие работы в условиях мерзлого грунта, высокого уровня грунтовых вод и так далее.

Плитный фундамент

Наилучшими качествами из имеющихся видов основания дома обладает монолитная плита. Благодаря большой площади нагрузка при пучении грунта распределяется равномерно по всей его площади, благодаря чему конструкция дома не страдает. Недаром второе название этого варианта «плавающий» фундамент. Это особенно актуально на слабых почвах с высоким уровнем деформаций и высокими грунтовыми водами.

Не стоит даже сравнивать по прочностным характеристикам ленточный фундамент с монолитной плитой. Первый вид однозначно проиграет. Если ваша цель – строительство массивного кирпичного или блочного дома лучше монолитной плиты не найти. Но при всех преимуществах есть у нее и ряд существенных недостатков:

Плитный фундамент

Указанные выше аспекты не позволяют однозначно указать, какой фундамент лучше ленточный или плита. Прочностные преимущества последнего конкурируют с простотой и меньшими расходами при изготовлении первого. При определенных условиях грунта выбор ленточный фундамент или монолитная плита теряет смысл из-за невозможности обустройства последнего. При прочих равных фундаментную плиту выберут не многие опытные строители благодаря указанным выше особенностям.

Основные особенности монолитных фундаментов

Перед началом работы вам рекомендуется ознакомиться с основными особенностями рассматриваемых конструкций.Плитные фундаменты бывают заглубленными (изделие может иметь толщину 150 см и больше) и мелкозаглубленными (в среднем плита имеет 40-50-сантиметровую толщину).

Фундамент

В случае самостоятельного строительства более предпочтительным вариантом является мелкозаглубленный фундамент. Однако если у вас есть возможность привлечь к рытью котлована специальную технику, можете делать и капительное заглубленное основание.

В случае с монолитным фундаментом движение грунта приведет к смещению всей плиты в целом, а не каких-то ее отдельных участков. Благодаря такой «изюминке» существенно уменьшается риск появления трещин и прочих повреждений в конструкции фундамента и стенах дома. Достичь подобного эффекта с другими основаниями нельзя.

Таким образом, монолитную плиту можно залить своими руками. Себестоимость рассматриваемого фундамента несколько выше, если сравнивать с большинством других распространенных вариантов. Но эксплуатационные характеристики, высокая надежность и долговечность в полной мере компенсируют затраты на устройство плиты.

Устройство арматурного каркаса

Для армирования монолитных фундаментов используется стальная арматура.

Устройство арматурного каркаса

Каркас собирается из горячекатаной либо круглой арматурной стали. Прутки должны быть с периодическим профилем. В исключительных случаях каркас собирается из квадратной стали.

Прутки должны быть с периодическим профилем

В зависимости от своего предназначения арматура в составе укрепляющей конструкции бывает рабочей и распределительной:

• рабочие пруты предназначены для принятия внешних и практически всех внутренних нагрузок, создаваемых тяжестью здания;
• функции же распределительной арматуры понятны из ее названия – она отвечает за распределение поступающих нагрузок между рабочими осями.

То есть армопояс – это полноценный комплекс, каждый элемент которого работает сообща с другими.

Перед началом обустройства каркаса арматура правится, сортируется и режется. В среднем, как показывает практика, на 1 м3 бетонной смеси уходит порядка 100 кг армирующего материала. Сборка каркаса выполняется непосредственно на стройплощадке.

Как сделать плитный фундамент

Прежде всего, производятся необходимые расчёты. Именно на стадии расчёта фундамента можно допустить ошибки, которые впоследствии невозможно будет исправить. Если у вас нет строительного образования, то произвести расчёт самостоятельно будет довольно сложно. Нужно будет учесть множество различных факторов, таких, как возможные деформации, крены, усадки, распределение нагрузок по всей площади плиты и ряд других.

Тем не менее, в большинстве случаев этот этап вообще упускается, и расчёт производится «на глаз», или фундамент делается по аналогии с уже готовым соседским. Такой подход ещё как-то оправдан при постройке гаража или совсем небольшого дома, но в случае более крупных строений стоит прибегнуть к помощи специалистов-проектировщиков.

Ниже перечислены основные этапы и операции по изготовлению плиты фундамента своими руками:

1. Разметка стройплощадки и выемка грунта.
2. Формирования настила из геотекстильных материалов, таких, как Дорнит, с целью создания барьера, препятствующего в последующем переходу песка в глину, расположенную ниже (данный этап является необязательным, но весьма желательным).
3. Организация песчаной подушки, заключающаяся в засыпке площадки щебнем с песком и утрамбовке их с помощью виброплиты или вручную. Чистый песок рекомендуется проливать и трамбовать слоями толщиной 10 см.
4. Прокладка коммуникаций, таких, как водопровод, канализация и другие.
5. Строительство бетонной подготовки. Подготовка представляет собой 10 см стяжку, отлитую из цементного раствора м-100 поверх песчаной подушки. Раствор готовится с применением сухих смесей, например пескобетона м300.
6. На получившуюся бетонную плиту укладывается слой гидроизоляционных рулонных материалов, швы которых в обязательном порядке спаиваются при помощи пропановой горелки или паяльной лампы. Размер гидроизоляционного настила должен несколько превышать размер будущего фундамента, что позволит впоследствии завернуть вверх края настила, припаяв их к торцу плиты фундамента.
7. Поверх гидроизоляции укладывается слой теплоизоляции, выполненной из экструдированного пенополистирола. Данный этап не является обязательным, однако в дальнейшем он обеспечит теплый пол цокольного этажа и существенную экономию средств, затрачиваемых на отопление жилища.
8. На «бутерброд», сформированный слоями песка, пескобетона, гидроизола и утеплителя монтируется каркас из арматуры. Данный каркас представляет собой две сетки из 12-16 мм прутьев, с размером клетки приблизительно 20х20-30х30 см. Первая сетка устанавливается в нижней части строящегося фундамента (на расстоянии 5 см. от пенополистирола), вторая – в верхней (на 5 см. ниже верхней плоскости будущего фундамента).
9. По завершению указанных этапов по периметру плиты устанавливается опалубка и хорошо закрепляется (давление бетона очень велико!).
10. Производится заливка бетона с утрамбовкой его вручную или с помощью глубинных вибраторов.
11. После уплотнения поверхность бетона в форме тщательно выравнивается и заглаживается.
12. Залитая плита закрывается плёнкой, чтобы не допустить преждевременного высыхания и затем отстаивается до набора расчетной крепости (3-4 недели) c ежедневным увлажнением водой в первую неделю.
13. После того, как бетон окрепнет, запас гидроизоляции по краям заворачивают наверх и припаивают горелкой к торцам плиты (или обрабатывают полимерной гидроизоляцией, если используется она).

Порядок монтажа основания

Первый этап. Подготовьте строительную площадку. Разметьте будущее основание, снимите требуемый слой грунта и выровняйте площадку. Заливка фундамента должна быть выполнена на одном уровне, помните об этом.

Разметка фундамента

При выборе необходимой глубины котлована учитывайте, будете ли вы делать мелкозаглубленную либо заглубленную конструкцию. В случае с заглубленной плитой нужно будет рыть на большую глубину и очень качественно уплотнять грунт, что приведет к увеличению объема земляных работ. Зато на залубленном фундаменте можно строить любые здания. В случае же с мелкозаглубленным фундаментом в среднем снимают 40-60 см грунта.

Размеры ямы подбирайте такие, чтобы по каждой своей стороне котлован примерно на 2-3 м превышал ширину будущего фундамента. В случае с монолитным фундаментом нет необходимости рыть яму ниже точки промерзания почвы.

Второй этап. Установите опалубку. Для ее изготовления подойдут обыкновенные крепкие доски. При желании можете купить современные материалы для опалубки. Разницы никакой, зато первый вариант поможет вам существенно сэкономить. Главное, чтобы доски выдержали давление бетона.

Опалубка под монолитный фундамент

Третий этап. Установите дренажную систему. Выройте на дне основной ямы несколько поперечных траншей и укройте их дно геотекстилем. Сверху геотекстиля проложите пластиковые трубы. Засыпьте трубы щебенкой и уложите сверху щебня второй слой геотекстиля.

Дренаж фундамента

Четвертый этап. Засыпьте дно котлована песчано-гравийной смесью. Вместо гравия отлично подойдет и щебенка. Благодаря такой предварительной засыпке будет обеспечено равномерное распределение нагрузок, создаваемых плитой и стоящим на ней зданием. Щебенка же защитит песок от вымывания.

Пятый этап. Равномерно распределите засыпку из предыдущего шага по поверхности котлована и качественно утрамбуйте.Трамбовка поспособствует увеличению надежности и срока службы засыпки.

Шестой этап. Залейте засыпку примерно 5-сантиметровым слоем цементно-песчаной стяжки. На высохшую стяжку уложите рубероид или другой гидроизоляционный материал, к примеру, подходящую мастику. Поверх гидроизоляции залейте еще один 5-сантиметровый слой стяжки. В результате влагоизоляция будет надежно защищена от любого рода повреждений.

Характеристика сборных бетонных стеновых фундаментных блоков.

Фундаментные стены в гражданском строительстве выполняются из сплошных фундаментных блоков ФБС или пустотелых ФБП блоков. Для укладки перемычек и пропуска коммуникаций под потолками подвалов и технических подпольев применяются пустотелые блоки с вырезом ФБВ.

Однако пустотелые блоки нельзя применять в насыщенных водой грунтах, так как в пустотах может скопиться вода, которая при замерзании может разрушить тонкие стенки блоков.

Фундаментные блоки (по ГОСТ 13580-85) маркируют буквами «A» с добавлением размеров в дм (например, Ф6-12 — фундаментный блок шириной 60 см и длиной 120 см).

Стеновые блоки подвалов могут быть сплошными (ФСБ) и пустотелые (ФБП). ФБП могут применяться для внутренних стен и для наружных — при грунтах, не насыщенных водой.

Блоки изготавливают из тяжёлого бетона марки М-100, блоки с пустотами из тяжёлого бетона марки М-150, керамзитобетона и плотного силикатного бетона.

При изготовлении блоков, предназначенных для применения в условиях грунтовых вод, агрессивно воздействующих на бетон, должны применяться цементы и добавки, увеличивающие стойкость бетона против этих воздействий.

Номенклатура типовых фундаментных блоков для гражданского строительства приведена в табл.2.

Таблица 2. Типы и основные размеры бетонных блоков для стен подвалов по серии 1.116-1.

Примечание.

1. 1. ФБС — фундаментный блок сплошной;
   2. ФБВ — фундаментный блок с вырезом (для укладки перемычек и пропуска коммуникаций?под потолками подвалов и технических подпольев);
   3. ФБП — фундаментный блок пустотелый (пустотный).

Рёбра пустотелых фундаментных блоков при монтаже могут быть обращены вверх или вниз. Места пересечения рёбер служат для установки колонн каркаса. Пространство между рёбрами в фундаментных блоках с рёбрами вверх заполняют песком или гравием, а поверх устраивают бетонную подготовку.

Бетонные блоки не армируют, железобетонные — армируют сварными сетками.

Поставку блоков потребителю производят по достижению бетоном в изделии отпускной прочности. Величину отпускной прочности устанавливают по согласованию между предприятием-изготовителем и потребителем в зависимости от назначения изделий, климатических условий района строительства, времени года, условий и сроков монтажа и нагружения. При этом отпускная прочность блоков должна быть не менее 70% проектной марки бетона по прочности на сжатие.

Фундаментные блоки должны храниться в горизонтальном положении в штабелях, рассортированными по маркам. Каждый блок при хранении в штабелях должен опираться на деревянные подкладки или прокладки толщиной не менее 30 мм.

Прокладки между изделиями по высоте штабеля располагаются одна над другой по линии монтажных петель или в непосредственной близости от них.

Варианты устройства сборных ленточных фундаментов смотрите в разделе сайта «Устройство сборных бетонных ленточных фундаментов. Узлы монтажа сборных бетонных и железобетонных фундаментов».

Как рассчитать толщину фундаментной плиты

Определившись с типом плитного фундамента, приступают к расчёту параметров железобетонной плиты. Её толщину определяют таким образом, чтобы обеспечить оптимальное удельное давление на грунт

Достичь в этом вопросе равновесия чрезвычайно важно, иначе при чрезмерной нагрузке на грунт дом будет усаживаться, а при недостаточной — перекосится

При расчёте учитывают несколько факторов:

• тип и особенности грунта;
• массу самого плитного фундамента;
• вес строительных материалов, необходимых для строительства здания;
• полезную нагрузку в виде оборудования, мебели, инженерных коммуникаций и элементов инфраструктуры;
• снеговую и ветровую нагрузку.

Определение толщины фундаментной плиты под крупномасштабное строительство — тема для отдельной статьи. Если необходимо рассчитать основание под небольшой жилой дом, то пользуются упрощённой методикой.

1. Вычисляют суммарный вес здания с отделкой и коммуникациями, после чего к полученному значению прибавляют климатическую (снег, дождь, ветер) и эксплуатационную (обстановка, оборудование, люди) нагрузку.
2. По суммарному весу и площади сооружения в плане рассчитывают давление на грунт (вес фундамента не учитывается).
3. По данным из представленной ниже таблицы (цифры в скобках) определяют вес, которого не хватает для достижения оптимальной нагрузки на грунт.
4. Учитывая, что плотность армированного железобетона равняется 2,7 г/см3, а также на основании данных о площади, вычисляют толщину плиты.
5. Полученное число округляют до 5 см в ближайшую сторону. При этом допустимое отклонение от оптимального давления должно составлять не более 25%.

Таблица: расчёт толщины плитного фундамента

Возможен вариант, когда рассчитанное значение превышает 35 см. Это говорит о том, что при выборе типа основания была допущена ошибка и дом свободно сможет стоять на ленточном или столбчатом фундаменте. Если же вышло так, что толщина плиты должна составлять 15 см, то это свидетельствует о чрезмерном весе здания — в этом случае его постройку лучше доверить специалистам.

Размер — фундаментная плита

Размеры фундаментной плиты были назначены таким образом, чтобы центр тяжести находился на одной вертикали с цент-ром тяжести площади подошвы.
 

Форма и размер фундаментной плиты определяются размещением устанавливаемых на ней механизмов — электродвигателя, редуктора и др. В сварных плитах из профильного проката применяют в основном швеллеры. Номер швеллера определяется главным образом размерами головок болтов крепления механизмов и размерами гаек фундаментных болтов крепления рамы ( рис. 10.90), а также размерами лап механизмов, опирающихся на полки швеллера. Для удобства постановки болтов швеллер плиты располагают полками наружу.
 

До начала монтажа проверяют размеры фундаментной плиты и желоба. Допускаются отклонения: по диаметру 40 мм, по ширине и высоте желоба 10 мм.
 

В случае, если размеры фундаментной плиты не позволяют выдержать размер 150 мм, расстояние между осями отверстий регулировочного и фундаментного болтов может быть меньшим. При этом на сборочном или монтажном чертеже насоса или насосного агрегата указывают, что фундаментные болты бетонируют по кондуктору при сооружении фундамента. Схему расположения отверстий под регулировочные винты с привязкой их к оси отверстий фундаментных болтов приводят на сборочном или монтажном чертеже.
 

Размеры фундамента в плане должны соответствовать размерам фундаментной плиты машины или станка.
 

Перед установкой плиты фундамент насекается, очищается от мусора и промывается водой. По размерам фундаментной плиты определяется число и размер требующихся монтажных прокладок для каждого приводного двигателя или отдельно стоящего преобразовательного агрегата.
 

Длина и ширина фундамента обычно превышает размеры фундаментной плиты в плане на 150 — 200 мм.
 

Молотковые дробилки строятся для разной производительности, от небольших на 20 г в час до крупных производительностью в 250 т и более. Дробилка Пенсильвания производительностью 225 — 285 т / час имеет размеры фундаментной плиты 2920 X 2840 тт.
 

Молотковые дробилки строят производительностью от 20 до 250 т / час и более. Дробилка Пенсильвания производительностью 225 — 285 т / час Имеет размеры фундаментной плиты — 2920 X 2840 мм.
 

Изготовленный рассольный бак устанавливают аз деревянной клетке на высоте 0 5 м над фундаментом п испытывают на отсутствие течей. В nptnjeece мотпгажв рассольный бак с водой используют для проведения испытания испарительных секций на герметичность. Фундамент изготовляют в виде сплошной бетонной плиты, возвышающейся над чистым полом на 100 — 150 мм для предохранения изоляции от случайного увлажнения. Размеры фундаментной плиты в плане превышают размеры бака на 50 — 100 мм на сторону. На фундаменте размещают деревянные брусья высотой, равной толщине изоляции, а между ними укладывают изоляцию. Боковые поверхности бака также изолируют и оштукатуривают.
 

Печь заглублена на всю высоту. На глубине около 5 м создается бетонная плита толщиной 400 мм. Фундамент располагается на устойчивом грунте. При неустойчивых грунтах предусматривают специальные мероприятия для передачи нагрузки на достаточно надежный грунт. Основание печи должно находиться выше уровня грунтовых вод. Размеры фундаментной плиты соответствуют размерам печи в плане. Кладка печи должна быть такова, чтобы фундамент не нагревался слишком сильно. Поэтому на бетонную плиту укладывается семь слоев кирпичной кладки. Последние четыре ряда выкладывают из шамотного огнеупорного кирпича.
 

Маркировка

Характерная особенность маркирования всех видов фундаментных блоков — округление габаритных размеров до дециметров. Поэтому, например, принятое ГОСТ обозначение сплошного блока с внешними размерами: длина 238 см, толщина (ширина) 40 см, высота 58 см будет выглядеть так: ФБС 24.4.6т (т — тяжелый бетон). Минимальный вес такой конструкции составляет 260 кг, а максимальный – 2 тонны (плотность 2300 кг/м3).

Если конструкция изготовлена из легкого бетона, то после цифровой маркировки ставят букву «Л» или «П» (на пористом заполнителе – керамзите). Минимальный вес — 230 кг,  максимальный – 1,47 тонны (плотность 1800 кг/м3).

Если же после цифрового кода стоит литера «С», то это значит, что при литье был использован силикатный бетон. Минимальный вес такого блока – 250 кг, а максимальный (при длине 2,38 метра и ширине 60 см) – 1,63 тонны. Плотность – 2000 кг/м3.

Все фундаментные блоки  оснащаются 2 петлями (проушинами) из стальной проволоки диаметром 12 мм. Они необходимы для монтажных и погрузочно-разгрузочных работ.

Устройство плитного фундамента

Выше мы уже рассмотрели варианты утеплителей, которые используются в строительстве плитного фундамента, поэтому теперь подробнее остановимся на выборе бетона.

Вот параметры, которым должен соответствовать бетон, применяемый для бетонирования плиты фундамента:

• высокий класс прочности, то есть бетон марки В22,5 (М-300) или более высокой прочности;
• коэффициент водонепроницаемости, равный W8 или более;
• морозоустойчивость на уровне F200 или более высокая;
• показатель подвижности – П-3;
• в случаях высокого уровня залегания грунтовых вод может быть оправдано использование сульфатостойкого бетона (к сожалению, найти в продаже такой бетон весьма не просто).

Для устройства монолитного фундамента подходит обычная арматура. На выбор её класса влияет только способ, посредством которого она крепится в каркас. В случае, когда планируется применять обычную вязку проволокой, подойдет любой класс арматуры.

Если для строительства каркаса будет применяться электросварка, стоит использовать арматуру класса а500с или аналогичную (с символом С, стоящим после числа, характеризующего класс прочности. Таким способом маркируются виды арматурной стали, которые предназначены специально для сваривания. Стержни применяются с диаметром от 12 мм.

Для гидроизоляции монолитной фундаментной плиты желательно применять битумно-полимерные материалы. Вместе с тем, допустимо применение и любой рулонной гидроизоляции.