Как сделать расчет плитного фундамента

Как сделать расчет плитного фундамента?

Особенности конструкции монолитных оснований. Схема расчета стоимости плитного фундамента. Рассчитывать самостоятельно или обратиться к специалистам?

При постройке зданий на нестабильных грунтах в качестве несущих оснований могут применяться монолитные бетонные плиты. Правильный расчет плитного фундамента позволяет, с одной стороны, обеспечить зданию нужную стабильность, а с другой — оптимизировать трудозатраты и уменьшить расход материалов.

При подготовке к закладке основания нужно учесть целый комплекс факторов – от характеристик грунта до конфигурации здания и расчетной нагрузки. Проводя расчет плитного фундамента, все эти данные нужно оценивать с запасом в большую сторону: это позволит избежать неприятных сюрпризов в первые годы эксплуатации.

Виды фундаментов для каркасных домов

Перед тем как определить параметры фундамента, оптимальные для каркасного дома, нужно выбрать тип основания в соответствии с видом почвы участка. Рассмотрим плюсы и минусы каждого.

Ленточный фундамент – классика частного домостроения

Ленточный фундамент выдерживает значительные нагрузки, в том числе и на подвижном грунте. Под каркасный дом лучше всего подойдет монолитный или сборный мелкозагрубленный фундамент, имеющий глубину заложения около 0,5 м и возвышающийся над поверхностью земли около 20-30 см.

Недостатком ленточного фундамента считается невозможность перепланировки дома. Поэтому во время проектирования очень важно правильно произвести все расчеты жилого объекта, поскольку потом исправить ничего не получится.

Дом на сваях

Свайно-винтовой фундамент можно применять для любого участка, при этом чаще всего он актуален на сложных почвах. Несмотря на то что сваи располагаются на большую глубину, необходимости в привлечении спецтехники нет, монтаж возможен в любое время года и не требует много времени и финансовых затрат.

Свайная конструкция имеет хорошие показатели несущей способности и при необходимости позволяет проводить ремонтные работы. Сваи устойчивы к воздействию грунтовых вод и промерзанию почвы. Идеальный вариант для небольшого каркасного дома.

Монолитная плита

Плитный фундамент имеет в основе плоскую железобетонную опору. Возводятся основания такого вида на слабых, пучинистых и неоднородных почвах, где содержатся грунтовые воды.

Фундамент надежный, простой в монтаже, устойчив на скользящей почве. Для каркасного дома его применяют очень редко, поскольку он характеризуется дороговизной и необходимостью установки чернового пола.

Простой столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент состоит из отдельно стоящих столбов из бетона. Верхняя часть конструкции называется оголовком, а нижняя – основанием. Столбики располагаются в местах сосредоточения нагрузки, в частности по периметру каркасного дома и под пересечением стен. Высота их обычно равна высоте пола на первом этаже, то есть около 50-60 см над поверхностью земли.

Столбчатый фундамент очень просто и быстро монтировать, он наиболее приемлемый по цене. Однако есть серьезные недостатки: невысокая несущая способность и возможность монтажа только на непучинистых устойчивых грунтах в теплое время года.

Особенности плитного фундамента

Плитный фундамент является универсальным основанием и используется для стройки домов из кирпича, дерева, газобетонных блоков, а также для каркасных сооружений.

На сегодняшний день существует несколько видов плиточного фундамента:

• «Русский плиточный фундамент» отличается особой прочностью и долговечностью. Особенность данного основания заключается в толстой плите и массивных ребрах, что обеспечивает конструкции стойкость на долгие годы. Минусом такого фундамента можно назвать длительность выполнения работ, поскольку заливать фундаментную плиту необходимо в 2 этапа. На первом- заливаются ребра, на втором- собственно плиту. Также без дополнительного утепления основания придется выкладывать немалые суммы за отопление.
• «Финский фундамент» отличается продуманностью и практичностью. Особенность данного вида основания заключается в специфической конструкции, разработанной специально для дальнейшего установления системы нагрева пола.
• «Шведский плитный фундамент» напоминает предыдущий вариант, но всё же есть и характерные отличия: данный фундамент не требует последующей стяжки основания, поскольку трубы систему тёплого пола устанавливаются в фундаментную плиту. По мнению специалистов, такое основание менее эффективное, чем «Финское», но все-же имеет место быть.

Особенности и плюсы плитного фундамента

Основной особенностью плитного фундамента является большая область опоры, что позволяет значительно снизить давление на грунт. Благодаря этому исключается осадка здания и деформация несущих стен.

Основные преимущества плитного фундамента:

• несложный монтаж;
• долговечность и прочность;
• предотвращения возможного движения грунтовых пород;
• стойкость к грунтовым и наземным водам;
• можно использовать как пол цокольного этажа;
• применение фундаментной плиты вместо пола на первом этаже.

Недостатки

Одним, но самым главным недостатком плитного фундамента является его высокая стоимость, по сравнению с иными вариантами оснований. Однако все расходы на строительство фундамента оправдываются за счет устойчивых свойств основания перед внешними факторами.

Калькулятор плитного фундамента позволяет самостоятельно высчитать стоимость основания, не прибегая к услугам строительных фирм.

Расчет стройматериалов

На следующем этапе необходимо оценить объем строительных материалов, который потребуется для возведения основы дома: количество бетонной смеси, арматуры, опалубки – в отдельных случаях даже необходимо провести расчет кирпича на фундамент. Грамотный подход позволит избежать лишних транспортных расходов и существенно сэкономит время на возведение фундамента.

Арматура

Специфику расчета арматуры на фундамент мы описывали в соответствующей статье. Там же вы найдете подробное описание расчетов для разных типов железобетонных оснований. Для ленточного фундамента обычно используют каркас из двух поясов продольной арматуры по 2 прутка в каждом с шагом поперечной (горизонтальной и вертикальной) арматуры 0,3-0,5 м. В качестве примера расчета фундамента рассмотрим все то же основание дома 6×9 м с одной внутренней стеной, примем высоту ленты равной 1,5 м, ширину – 0,4 м.

Поперечное сечение ленты имеет площадь: 0,4×1,5=0,6 м2=6000 см2. Из них 0,001% должна занимать арматура, а это 6 см2. По таблице ниже определяем нужный диаметр прутков – 14 мм.
Количество метров такой арматуры примерно равно: (6×3+9×2)×4=144 м
Гладкой арматуры, которая, по сути, играет лишь роль связующего звена для продольных прутков, при шаге в 0,5 м потребуется: (36/0,5)×(0,4×2+1,5×2)=273,6 м, где (36/0,5)- количество соединений гладкой арматуры, (0,4×2+1,5×2) – периметр элемента прямоугольной формы, образованного гладкой арматурой.

Бетон

Неважно, планируете ли вы заказывать бетонную смесь на заводе-изготовителе, либо думаете над его самостоятельным приготовлением – прикинуть объем бетона просто необходимо! Сделать это очень легко, воспользовавшись простейшими математическими формулами и учитывая геометрию фундамента.

О том, как рассчитать объем бетонной смеси, мы говорили в одной из статей, но на всякий случай приведем пример расчета для нашего случая: дом 6×9 с одной внутренней стеной, ширина ленты – 0,4 м, высота – 1,5 м.
Объем нашего фундамента, он же – объем бетона, составит: (9×0,4×2+(6-0,8)×0,4×3)×1,5=20,16 м3 или 21 куб раствора.

То же самое касается ситуаций, в которых вы решили своими силами готовить бетон. В этом случае вам поможет информация по характеристикам бетонной смеси для фундамента, а также статья о том, как рассчитать количество цемента на бетон. В них просто и доступно описан порядок работ и представлены все необходимые вычисления.

Расчет опалубки для фундамента

Конечно, если вы собираетесь заливать бетон в трубы – использовать буронабивной свайный фундамент, то вопрос с опалубкой решится сам собой. А вот при возведении ленточного или плитного железобетонного фундамента без опалубки обойтись проблематично. Можно арендовать строительные комплекты опалубки, но это дорого, особенно при непонятных сроках строительства. Поэтому в ряде случаев приходится делать опалубку самостоятельно – из пиломатериалов. Причем делать нужно таким образом, чтобы доски после распалубки можно было использовать, например, для чернового пола или строительных лесов. Дешевле всего обойдется покупка обычных дюймовых досок, которые можно сбить в достаточно надежные щиты. В статье, посвященной расчетам опалубки на фундамент, мы описали несколько примеров того, как можно подобрать опалубку: исходя из толщины досок и расстояния между раскосами – так, чтобы она была устойчива к нагрузкам со стороны бетонной смеси.

Надеемся, что представленная информация поможет вам решить непростые задачи строительства!

Как определяются временные нагрузки?

Любой пример расчета временных нагрузок включает большое количество параметров. Для расчета плитного фундамента эти вычисления основываются на разделе «Нагрузки и воздействия», указанного выше «Руководства». В этом документе, например, коэффициент снеге определяется показателем 1,4.

Предлагается заранее рассчитанная нагрузка от предметов мебели. Этот параметр имеет коэффициент надежности. Принимается усредненный показатель нагрузки от предметов мебели в 150 кг/м2.

Структура плитного основания

1. Грунт. Дно котлована.
2. Уплотненное песчаное основание.
3. Геотекстиль.
4. Бетонная подготовка.
5. Гидроизоляция.
6. Монолитный бетон.
7. Арматура.

Материалы для возведения фундамента должны обладать определенными свойствами, особенно это касается бетона. Его прочность должна быть от категории М300, морозостойкость от F200, водонепроницаемость от W8 и подвижность П-3. Толщина плитного фундамента для легких построек может равняться 15 см, а для частных домов 25см. Первый слой конструкции, после грунта, это песчано-щебневая подушка, как правило, она равняется 0,2–0,4 м в высоту. Без песчаного основания плиту нельзя устанавливать. Следующее условие – качественная гидроизоляция, для фундамента требуется комплексная защита от влаги. Монтируется она внахлест на песчаную подушку, стыки герметизируются.

Снижаем теплопотери. Рекомендуется утеплять фундамент во время этапа обустройства полов, под стяжкой, после заливки основания. Существует и вариант подфундаментной теплозащиты, но он подходит только для домов с летним проживанием. При таком утеплении фундамента, теплоизоляцию кладут под монолитную платформу.

Особенности выполнения расчетов толщины монолитной плиты

Толщина монолитного плитного фундамента рассчитывается на основании трех параметров:

• Расстояние между верхним и нижним уровнем арматурного каркаса.
• Диаметр прутьев арматуры, используемых для каркаса.
• Толщина бетонного слоя над армирующим каркасом и под ним.

Зная показатели этих характеристик, можно без труда определить толщину фундаментной плиты. Идеальным считается значение, равное 20-30 см, но следует знать, что такое значение может использоваться при строительстве на твердом и устойчивом грунте.

Помимо основных критериев при расчете толщины плитного фундамента учитывается этажность основной конструкции и материал, который будет использоваться для возведения стен. Большое значение имеет также тип грунта на участке и величина временных нагрузок, к которым можно отнести снег, мебель и людскую проходимость.

Для дома на участке с сильным промерзанием грунта толщина плиты существенно возрастает. Если сравнивать плиту под дом из пенобетонных блоков и кирпичное строение, то для второго варианта следует увеличить высоту плиты на 5-6 см.

Второй этаж кирпичного дома требует увеличения толщины плиты на 40 см, для двухэтажного пенобетонного строения высоту плитного фундамента добавляют на 35 см.

Расчет толщины плиты

Расчет выполняется по СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и по руководству «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа» в два этапа:

• сбор нагрузок;
• расчет по несущей способности.

Сбор нагрузок включает в себя проведение работ по вычислению общей массы дома с учетом веса снегового покрова, мебели, оборудования и людей. Значения для домов из различных материалов можно взять из таблицы.

Важно! В таблице уже учитывается толщина конструкций. Для вычисления массы остается лишь умножить на площадь.

Кроме этого, каждую нагрузку необходимо умножить на коэффициент надежности. Он необходим для обеспечения запаса по несущей способности конструкции из бетона и предотвращения проблем при незначительных ошибках строителей или изменениях условий эксплуатации (например, смена назначения здания). Все коэффициенты принимаются по СП «Нагрузки и воздействия».

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем.

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

где P1 -удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

Далее необходимо рассчитать разницу (Δ) между полученным значением и числом, приведенным в таблице выше, в зависимости от типа грунта.

где P — табличное значение несущей способности грунта.

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м 3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а также выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования.

Подсчет цены

Теперь, когда все цифры приведены в порядок, можно подсчитать, сколько будет стоить фундамент.

Нам понадобится подсчитать стоимость:

• карьерного песка, его нужно закупить сразу в большом количестве (самосвалами);
• цемента, марку которого подбирать нужно именно под бетон;
• средней фракции щебня;
• арматуры с сечением, используемым для небольших зданий в 10−12 мм;
• опалубки (досок или фанеры), крепежных материалов (шурупов, гвоздей и прочих).

Этот расчет можно произвести в случае самостоятельной кладки. Ленточный фундамент дома можно сделать за один день, если есть бетономешалка.

Внимание! Заливку надо делать не прерываясь, чтобы добиться идеальной сцепки материала.

Если вы будете использовать привозной бетон, необходимо включить в расчет расходы на транспортировку.

Внимание! Ответственно отнеситесь к монтажу опалубки. Она не должна деформироваться при заливке бетона.

Рассчитать фундамент самостоятельно можно, если вы желаете сэкономить финансовые средства. Однако в своих подсчетах не упускайте из вида такие моменты, к какому типу относится грунт вашего участка, площадь и объем основания, все нагрузки, действующие на него, и стоимость материалов. Знание этих величин поможет вам рассчитать фундамент дома без привлечения специалистов. Однако, если у вас не хватает знаний, лучше прибегнуть к их помощи. Потому что закладка фундамента — это 50% успешного строительства дома.