Сплошной фундамент. Сплошные плитные фундаменты
К строительству фундамента сплошной конструкции чаще всего прибегают в тех случаях, когда участок, отведённый под строительство дома, находится на почве с повышенным уровнем грунтовых вод. Иногда сплошной фундамент применяют на песчаных подушках и на вспучивающихся грунтах.
Сплошной фундамент представляет собой единую железобетонную плиту, уходящую глубоко в грунт . В связи с этим данный тип фундамента часто называют плитным. Он хорошо подходит для строительства домов из кирпича, бетонных блоков или других тяжёлых строительных материалов. Нередко проектом предусматривается сплошной фундамент и в случае строительства промышленных помещений, на которые налагаются повышенные требования по части несущей способности. К таковым можно отнести, к примеру, гаражи.
За счёт равномерного распределения прилагаемой к фундаменту нагрузки по всей его плоскости, давление на грунт сводится к минимуму. Это позволяет осуществлять строительство загородных домов даже на вспучивающихся нестабильных грунтах.
Фундамент сплошной конструкции устойчив к перемещению грунта , которое может возникнуть из-за осадки или промерзания. Его строительство возможно практически на любом грунте, так как монолитная плитка из бетона или железобетона фактически перемещается вместе с грунтом при его смещении, исключая деформацию построенной на нём конструкции.
Основной технологической особенностью фундамента сплошного типа является тот факт, что он образует вместе с опалубкой единую цельную конструкцию. Принимая в расчёт то обстоятельство, что монолитный фундамент чаще всего закладывается на проблемных грунтах, к нему предъявляются особые требования. Вот почему при его планировании и строительстве все технологии должны соблюдаться с особой тщательностью.
Плита сплошного фундамента может быть простой или армированной, ребристой или гладкой, цельной или решётчатой. Марка бетона подбирается в зависимости от особенностей реализуемого проекта.
По глубине сплошной фундамент может быть глубоко- и мелкозаглубленным . Первый, помимо лучших несущих свойств, позволяет ещё и организовать подвальное помещение.
Фундамент сплошной конструкции укладывается на утрамбованную гравийно-песчаную подушку, под которой обустраивается система дренажа. Для организации глубокозаглубленного фундамента необходимо предварительно выкопать котлован. Перед заливкой бетона следует установить арматуру, проложить гидроизоляционный слой, а при необходимости и слой утеплителя.
Делятся на: отдельные - под каждой колонной; ленточные - под рядами колонн в одном или двух направлениях, а также под несущими стенами; сплошные - под всем сооружением. Фундаменты возводят чаще всего на естественных основаниях (они преимущественно и рассмотрены здесь), но в ряде случаев выполняют и на сваях. В последнем случае фундамент представляет собой группу свай, объединенную поверху распределительной железобетонной плитой - ростверком.
Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком размещении колонн. Ленточные фундаменты под рядами колонн делают тогда, когда подошвы отдельных фундаментов близко подходят друг к другу, что обычно бывает при слабых грунтах и больших нагрузках. Целесообразно применять ленточные фундаменты при неоднородных грунтах и внешних нагрузках, различных по значению, так как они выравнивают неравномерные осадки основания. Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна или деформации основания под ними больше допустимых, то устраивают сплошные фундаменты. Они в еще большей мере выравнивают осадки основания. Эти фундаменты применяют при слабых неоднородных грунтах, а также при значительных и неравномерно распределенных нагрузках.
По способу изготовления фундаменты бывают сборные и монолитные.
28. Железобетонные фундаменты неглубокого заложения. Расчет центрально нагруженных фундаментов.
В зависимости от размеров сборные фундаменты колонн выполняют сборными и монолитными. Их выполняют из тяжелых бетонов классов В15...В25, устанавливают на песчано-гравийную уплотненную подготовку толщиной 100 мм. В фундаментах предусматривают арматуру, располагаемую по подошве в виде сварных сеток. Минимальную толщину защитного слоя арматуры принимают 35 мм. Если под фундаментом нет подготовки, то защитный слой делают не менее 70 мм.
Необходимая площадь подошвы центрально-нагруженного фундамента при предварительном расчете
A=ab=(1,2…1,6)Ncol/(R-γ m d) R – расчетное давление на грунт; γ m усредненная нагрузка от веса фундамента и грунта на его ступенях; D – глубина заложения фундамента
Минимальную высоту фундамента с квадратной подошвой определяют условным расчетом его прочности на продавливание в предположении, что оно может происходить по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонн и наклонены под углом 45°. Это условие выражается формулой (для тяжелых бетонов)
P<=Rbt ho u m
Продавливающую силу принимают согласно расчету по первой группе предельных состояний на уровне верха фундамента за вычетом давления грунта по площади основания пирамиды продавливания: P=N-A1 p.
P=N/A1; A1=(hc+2ho)(b c +2h 0)
29. Железобетонные фундаменты неглубокого заложения. Особенности расчета внецентренно нагруженных отдельных фундаментов.
Внецентренно нагруженные фундаменты. Их целесообразно выполнять с прямоугольной подошвой, вытянутой в плоскости действия момента.
Соотношение сторон b/a=0,6…0,8. При том размеры сторон округляем в большую сторону до значения кратного 30 см при использовании металлической инвентарной опалубки и 10 см при неинвентарной опалубки.
Максимальное и минимальное давление под краем подошвы определяют из предположения линейного распределения напряжений в грунте:
Pmax min=Ntot/A+-Mtot/W=Ntot/ab(1+-b*eo/a)
Ntot Mtot – нормальная сила и изгибающий момент при гамма ф =1 на уровне подошвы фундамента.
Ntot=Ncol+A гамма м Н
Mtot=Mcol+Qcol H
Eo – эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести подошвы фундамента. Eo= Mtot/ Ntot
Максимальное краевое давление на грунт не должно превышать 1,2R а среднее давление – R.
В промышленных здания с мостовыми кранами Q<75 т принимают pmin>0, не допускается отрыв фундамента от грунта.
Высоту внецентренно нагруженного фундамента определяют из условия:
Ho=-hcol/2+0,5(Ncol/Rbt+P)^0,5
И конструктивных требований
Hsoc=>(1-1,5)hcol+0.05
Hsoc=>lan+0.05
Hsoc – глубина стакана
Lan – длина анкеровки арматуры колонны в стакане фундаментаю
Определив высоту фундамента из расчета на продавливание и конструктивных требования принимают большую из них.
При
h<450
мм фундамент выполняют одноступенчатым,
при 450 Затем
проверяют дно стакана на продавливание,
проверяют высоту ступени на действие
поперечной силы по наклонному сечению
и подбирают арматуру. 30.
Классификация одноэтажных производственных
зданий по конструктивным признакам.
Компоновка конструктивной схемы здания,
привязка элементов к разбивочным осям.
Устройство температурно-деформационных
швов.
Одноэтажные
промышленные здания делятся на: По
количеству пролетов – однопролетные
и много пролтеные; По
наличию кранового оборудования: здания
без кранового оборудования, здания с
подвесными кранами, здания с мостовыми
кранами; Фонарные
и бесфонарные здания; Здания
со скатной кровлей, здания с малоуклонной
кровлей. Современные
одноэтажные производственные здания
в большинстве случаев решаются по
каркасной схеме. Каркас
может быть образован из плоских элементов,
работающих по балочной схеме (стропильных
конструкций), либо включать в себя
пространственную конструкцию покрытия
(в виде оболочек, опертых на колонны). Пространственный
каркас условно расчленяют на поперечные
и продольные рамы, каждая из которых
воспринимает горизонтальные и вертикальные
нагрузки. Основным
элементом каркаса является поперечная
рама, состоящая из колонн защемленных
в фундаментах, ригелей (ферма балка
арка), покрытия над ними в виде плит. Поперечная
рама воспринимает нагрузку от массы
снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает
жесткость здания в поперечном направлении. В
продольную раму включают один ряд колонн
в пределах температурного блока и
продольные конструкции, такие как
подкрановые балки, вертикальные связи,
распорки по колоннам, конструкции
покрытия. Продольная
рама обеспечивает жесткость здания в
продольном направлении и воспринимает
нагрузки от продольного торможения
кранов и ветра, действующего в торец
здания. В
задачу компоновки конструктивной схемы
входят: Выбор
сетки колонн и внутренних габаритов
здания Компоновка
покрытия Разбивка
здания на температурные блоки Выбор
схемы связей, обеспечивающих
пространственную жесткость здания В
целях обеспечения максимальной типизации
элементов каркаса приняты следующие
привязки к продольным и поперечным
координационным разбивочным осям: 1.
Наружные грани колонн и внутренние
поверхности стен совмещаются с продольными
разбивочными осями (нулевая привязка)
в зданиях без мостовых кранов и в зданиях,
оборудованных мостовыми кранами
грузоподъемностью до 30 т включительно
при шаге колонн 6 м и высоте от пола до
низа несущих конструкций покрытия менее
16,2 м. 2.
Наружные грани колонн и внутренние
поверхности стен смещаются с продольных
разбивочных осей наружу здания на 250 мм
в зданиях, оборудованных мостовыми
кранами грузоподъемностью до 50 т
включительно при шаге колонн 6 м и высоте
от пола до низа несущих конструкций
покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн
12 м и высоте от 8,4 до 18 м. 3.
Колонны средних рядов (за исключением
колонн, примыкающих к продольному
температурному шву, колонн, установленных
в местах перепада высот пролетов одного
направления, а также кроме колонн при
поперечных температурных швах и колонн,
примыкающих к торцам зданий) располагают
так, чтобы оси сечения подкрановой части
колонны совпадали с продольными и
поперечными разбивочными осями. 4.
Геометрические оси торцовых колонн
основного каркаса смещаются с поперечных
разбивочных осей внутрь здания на 500
мм, а внутренние поверхности торцовых
стен совпадают с поперечными разбивочными
осями (нулевая привязка). 5.
Перепады высот между пролетами одного
направления и продольные температурные
швы в зданиях с железобетонным каркасом
следует осуществлять, как правило, на
двух колоннах со вставкой. 6.
Поперечные температурные швы осуществляют
на парных колоннах. При этом ось
температурного шва совмещается с
поперечной разбивочной осью, а
геометрические оси парных колонн
смещаются с разбивочной оси на 500 мм. 7.
В зданиях, оборудованных электрическими
мостовыми кранами грузоподъемностью
до 50 т включительно, расстояние от
продольной разбивочной оси до оси
подкранового рельса принимается равным
750 мм. 8.
Примыкание двух взаимно перпендикулярных
пролетов следует осуществлять на двух
колоннах со вставкой размером 500 и 1000
мм. Высота
здания определяется по технологическим
условиям и назначается исходя из верха
кранового рельса. С
изменением температуры железобетонные
конструкции деформируются -
укорачиваются или удлиняются;
вследствие усадки бетона - укорачиваются.
При неравномерной осадке основания
части конструкций взаимно смещаются в
вертикальном направлении. В большинстве
случаев железобетонные конструкции
представляют собой статически
неопределимые системы и поэтому от
изменения температуры, усадки бетона,
а также от неравномерной осадки
фундаментов в них возникают дополнительные
усилия, что может привести к появлению
трещин или к разрушению части конструкции.
Чтобы уменьшить усилия от температуры
и усадки, железобетонные конструкции
делят по длине и ширине температурно-усадочными
швами на отдельные части - деформационные
блоки. Температурно-усадочные швы
выполняют в наземной части здания-от
кровли до верха фундамента, разделяя
при этом перекрытия и стены. Ширина
температурно-усадочного шва составляет
20-30 мм. Осадочные швы, служащие одновременно
и температурно-усадочными, устраивают
между частями зданий разной высоты или
в зданиях, возводимых на участке с
разнородными грунтами; такими швами
делят и фундаменты. Осадочные швы
устраивают с помощью вкладного пролета
из плит и балок. Наибольшее
допустимое расстояние между
температурно-усадочными швами в
железобетонных конструкциях нормируется
и составляет в отапливаемых одноэтажных
зданиям из сборного железобетона 72 м,
в неотапливаемых – 48 м.. Фунда́мент
-
это несущая конструкция, часть здания,
которая воспринимает все нагрузки от
выше лежащих конструкций и передает
его на основание. Фундаменты закладываются
ниже глубины промерзания грунта, для
того, чтобы предотвратить их выпучивание.
На пучинистных грунтах при строительстве
легких деревянных построек применяют
мелкозаглубленные фундаменты. Конструкции
фундаментов бывают различных типов
:
ленточные, столбчатые, плитные (сплошные)
и свайные. Выбор типа фундаментов
зависит от конструктивной системы
зданий, величины передаваемых нагрузок,
а также от несущей способности и
деформативности грунтов. Столбчатые
фундаменты
в виде сборных
железобетонных столбов и подушек
применяют для передачи грунту нагрузок
от колонн каркасных зданий. Столбчатые
фундаменты возводят в основном под дома
без подвалов с легкими стенами
(деревянными, щитовыми, каркасными).
Закладывают их и под кирпичные стены,
когда требуется глубокое заложение и
ленточный фундамент неэкономичен.
Столбчатые фундаменты по расходу
материалов и трудозатратам в 1,5-2 раза
экономичнее ленточных. Сооружать
столбчатые фундаменты предпочтительнее
на пучинистых грунтах
, так как с
минимальными затратами их можно
устанавливать ниже глубины промерзания. В
зависимости от конструкции здания
столбы для фундамента могут быть
каменные, кирпичные, бетонные, бутобетонные,
железобетонные и из других материалов.
Чаще всего при устройстве столбчатых
фундаментов применяют готовые сборные
бетонные и железобетонные блоки.
Столбчатые фундаменты обязательно
устанавливают под углы дома, в местах
пересечения стен, под стойками каркаса,
тяжелыми и несущими простенками, балками
и другими местами сосредоточенной
нагрузки. Для
уменьшения давления на слабые грунты
столбчатые фундаменты из штучных
материалов уширяют в нижней части, делая
уступы высотой не менее двух рядов
кладки. Для
повышения устойчивости столбчатых
фундаментов, во избежание горизонтального
их смещения и опрокидывания, а также
для устройства опорной части цоколя
между столбами делают ростверк. При
устройстве столбчатых фундаментов под
деревянные постройки функцию ростверка
может выполнять деревянная обвязка из
бревен или бруса. При этом пространство
между планировочной отметкой земли
(отмосткой) и обвязкой заполняют забиркой. Подушки
таких фундаментов выполняют в виде
специальных блоков стаканного типа
или различных комбинаций из трапециевидных
сборных подушек ленточных фундаментов.
При больших нагрузках фундамент колонны
может быть дополнен плоскими железобетонными
плитами необходимых размеров. Наружное
ограждение подпольного пространства
зданий со столбчатыми фундаментами
устраивают из цокольных панелей,
которые опирают на специальные консоли
колонн наружных рядов или уступы
фундаментных подушек. Сплошные
(плитные) фундаменты
применяют
преимущественно при строительстве
многоэтажных зданий на слабых, неравномерно
сжимаемых грунтах. Плитные фундаменты
являются разновидностью мелкозаглубленных,
а точнее, незаглубленных фундаментов,
глубина заложения которых составляет
40-50 см. Устройство плитного фундамента
связано с расходом бетона, арматуры и
может быть целесообразно при сооружении
небольших и компактных в плане домов
или других построек, когда не требуется
устройство высокого цоколя, и сама плита
используется в качестве пола. Фундаментная
плита проектируется плоской или
ребристой с расположением ребер под
несущими стенами или колоннами. Ребристая
конструкция обеспечивает снижение
расхода стали и бетона, но отличается
большей трудоемкостью, чем сплошная.
При выполнении фундаментов из плоских
плит предельно упрощаются опалубка,
арматурные работы (раскатка готовых
арматурных сеток), механизируются
бетонные работы. Благодаря меньшей
трудоемкости фундаменты в виде плит
сплошного сечения распространены больше
ребристых. Толщина фундаментной плиты
назначается в зависимости от пролета
(шага) несущих конструкций и типа самой
плиты и составляет для ребристых плит
1/8-1/10 пролета, а для сплошных 116-1/8 пролета. Сплошная
незаглубленная плита в составе
пространственной системы «плита -
надфундаментное строение» обеспечивает
восприятие внешних силовых воздействий
и возможных деформаций грунтового
основания и исключает необходимость
различного рода мероприятий, предотвращающих
неравномерные деформации грунта, на
которые обычно в условиях слабых,
песчаных и пучинистых грунтов затрачиваются
значительные ресурсы. Сплошные фундаменты
в виде монолитных железобетонных ребристых или безбалочных плит устраивают под все здание в тех случаях, когда на фундамент действует значительная нагрузка, а грунты основания очень слабые, с неравномерной просадочностью, или когда необходимо защитить подвал от проникновения грунтовых вод при высоком их уровне. Для передачи значительных нагрузок от зданий или сооружений при слабых грунтах устраивают свайные фундаменты
.
Свайные фундаменты позволяют повысить уровень индустриализации строительных работ. В последние годы они находят все более широкое применение и при строительстве на естественных основаниях. По методу изготовления различают сваи, погружаемые в грунт ударами, вибрированием, завинчиванием, и в виде монолитной конструкции, бетонируемой на месте в специально подготовленных скважинах (набивные сваи). В зависимости от характера работы различают сваи висячие и материковые (сваи-стойки). Висячие сваи целесообразны, когда глубина залегания прочного (материкового) грунта значительна, а сопротивление грунта у боковой поверхности свай и под нижними концами достаточное, чтобы выдержать передаваемую нагрузку (рис. 1. а). Если глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины свай, применяют сваи-стойки, которые своими концами входят в материковый грунт и передают на него нагрузку (рис. 1. б). В зависимости от материала сваи бывают деревянные, железобетонные, бетонные, стальные и комбинированные (рис. 1. в-д). Сваи под подошвой фундамента располагают обычно, группами или рядами. Одиночными называют сваи, размещенные изолированно или на расстоянии более 1/4 их длины. Группа свай, расположенных под фундаментом, называется свайным кустом, а сваи, расположенные в один или несколько рядов, образуют свайную полосу. Верхние концы свай объединяют в единую конструкцию при помощи бетонной или железобетонной плиты - ростверка (рис. 1. а, б). Для отвода от фундамента и цоколя атмосферных осадков служат отмостки или тротуары В статье рассказывается об особенностях сплошных плитных фундаментов. Очень подробно рассматриваются сферы их применения, эксплуатационные и конструктивные отличия. На первый план выведены прикладные вопросы, касающиеся технологи строительства фундаментных плит.
Это продолжение цикла статей о фундаментах, и много интересного материала мы уже успели опубликовать. Поэтому рекомендуем:
Плитный фундамент, он же «сплошной», он же «плавающий», он же «шведская, скандинавская плита» - это цельная плита, располагающаяся под всей площадью строения, заглублённая в грунт, или заложенная на нём. Есть несколько конструктивных вариантов плит - коробчатые, плоские, ребристые, сборные из дорожных ЖБ изделий, монолитные, с расширениями на углах, с армированием или без, утеплённые и холодные… Все они имеют свои отличительные особенности и конкретную сферу применения. Для частного загородного строительства по экономическим и функциональным характеристикам наилучшим образом зарекомендовали себя плоские монолитные плиты из железобетона толщиной от 20 до 40 см с утеплением. О них мы далее и поведём разговор.
Почему выбирают плитный фундамент
В малоэтажном строительстве, что нас, собственно, и интересует, данный тип фундамента по многим причинам будет предпочтительнее своих конкурентов (и ленточных, и свайных конструкций). Объясняется это преимуществами, как сугубо технического, так и околостроительного характера.
Сильные стороны сплошных фундаментов
Универсальность по геологии оснований.
Плавающая конструкция может быть корректно применена на всех типах грунтов, в том числе слабонесущих, пучинистых, горизонтально-подвижных, с высоким уровнем грунтовых вод, вечномёрзлых…
Есть некоторые ограничения по рельефу - трудно строить такой фундамент на склоне, скорее всего, сваи будут предпочтительнее. Однако есть проверенные американцами технологии возведения плит на пригорках, которые в своей конструкции (в нижней части площадки) имеют элементы высоких монолитных лент. Ещё один подходящий для таких мест «кентавр» - свайный фундамент с низким ростверком в виде монолитной плиты.
Хорошая несущая способность.
Это качество обусловлено специфической механикой взаимодействия «дом/плита/грунт». В следующей главе мы подробно рассмотрим данный момент. Коротко - плита имеет большую площадь опоры, поэтому давление на грунт основания очень низкое (от 0,1 кгс/см 2). Следовательно, каменный дом в два этажа на плите можно возводить смело. Говорят, лифтовая шахта Останкинской башни стоит на монолитной плите.
Высокая пространственная жёсткость.
Обусловлена она отсутствием швов и соединений, применением жёсткого армирования, массивностью конструкции и большой материалоёмкостью. Плитный фундамент отлично подходит для домов с «неэластичными» стенами, которые очень боятся даже самых малых (1–3 мм) подвижек несущей конструкции - кирпичные, газобетонные, шлакоблочные, из ракушечника и других минеральных материалов.
При наличии чрезмерно пучинистых грунтов и значительной чувствительности зданий к неравномерным деформациям рекомендуется строить их на малозаглубленных и незаглубленных монолитных железобетонных плитах, под которыми устраивают подушки из непучинистых материалов.
СП 50–101–2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».
Хорошие изоляционные характеристики.
При грамотном исполнении не пропускает воду, препятствует теплопотерям через пол.
Несложная технология возведения, строится быстро.
Просто размечается, минимум земляных работ, упрощённая конструкция опалубки, легко армировать и бетонировать. Может изготавливаться строителями с низкой квалификацией.
Условные недостатки плитного фундамента
Технически очень тяжело совместить в конструкции сплошную плиту и подвал.
Заливать плиту можно только при благоприятной погоде (немного проигрывает сборным и свайным забивным фундаментам).
Высокая стоимость. Повышенная материалоёмкость (бетон, арматура), конечно, накладывает свой отпечаток. Но если взглянуть на проблему в комплексе, то картина меняется кардинально - на других материалах, стадиях строительства, производственных операциях мы солидно экономим:
Получается, что основной недостаток плитных фундаментов - это малая информированность отечественного застройщика об их преимуществах. А вот в северной части США и странах Скандинавии монолитные плиты стали фундаментом №1. Принцип работы плитного фундамента
Ситуация
Плотность застройки растёт, людям всё чаще приходится строить на «плохих» грунтах (слабые, постоянно влажные, пучинистые, мёрзлые…).
Современные проекты загородных домов стали намного сложнее в смысле архитектурно-планировочных решений: различные части здания строятся в разную высоту (варианты в полтора этажа, пристроенные гаражи, особые решения для лестничных маршей и площадок…), неравномерное распределение несущих стен по площади застройки. Дома теперь больше, выше, тяжелее.
Проблема
Сверху на фундамент и на естественное основание оказываются неравномерные воздействия от дома. Снизу сложные грунты либо стремятся образовать местные провалы под строением, либо силами морозного пучения выталкивают здание, а потом, оттаивая, просаживаются. Возникает опасность появления деформаций и разрушения несущих конструкций.
Решение
Увеличить опорную площадь фундамента, снизив нагрузку от дома на естественное основание.
Максимально усилить пространственную жёсткость фундамента, равномерно перераспределить давление «сверху вниз».
Теплоизолятором разделить отапливаемые помещения от грунта под домом - таким образом, устранить неравномерность промерзания под строением (зимой под плитой грунт не оттаивает).
Все эти методы борьбы с «неравномерностями» заложены в принципе действия утеплённой монолитной плиты. Это своеобразная единая платформа под домом, которая не подвержена локальным изгибам (при грамотном проектировании), и без деформаций способна двигаться фактически вместе с грунтом - «плавать».
Особенности проектирования плитного фундамента
Проектирование плит существенно отличается от методов разработки других видов фундаментов. Здесь инженеры также учитывают все основные параметры грунта и все нагрузки (массу конструкций, эксплуатационный вес, снеговое давление). СП 20.13330.2011 никто не отменял.
Однако плитный фундамент необходимо рассматривать как единую, совместно работающую конструкцию «плита-надфундаментная часть». Поэтому в данном случае отдельное внимание уделяется детальному изучению конкретных узлов здания и несущей конструкции в целом, создаются и просчитываются чертежи дома с указанием эпюр распределения нагрузок, их направления.
Вся проблема заключается в сложности грамотного моделирования изгибающих нагрузок, возможных кренов, которые плита испытывает, и, соответственно, рассчитать её толщину, конфигурацию, потребность в армировании, в том числе и локальном. Наиболее эффективно конструирование фундаментных плит выполняется с применением специальных вычислительных комплексов, которые выдают очень подробные рабочие чертежи. Именно поэтому мы рекомендуем заказать расчёт фундаментной плиты в профильной организации, стоимость такой работы будет составлять от 5 до 10 тысяч рублей.
Наибольшее распространение получили плиты толщиной от 20 до 40 см, при этом очень интересна одна деталь: большинство расчётов показывает, что для одного и того же дома можно использовать различную толщину плиты, если правильно манипулировать процентом армирования.
Например, сплошной фундамент для какого-то абстрактного здания. При 20 сантиметрах - необходимо производить локальное «доармирование» особо нагруженных зон и не ошибиться в расчётах, при 25 сантиметрах - каркас можно вязать равномерно, особо не рискуя. А вот 30-сантиметровая плита, если сравнивать с конструкцией в 25 см, сэкономить на арматуре не позволит, зато бетона на неё пойдёт намного больше.
Исключительно грамотный расчёт позволяет лить плиты даже толщиной 15–18 см.
Заметим, что значительно усилить сопротивляемость плиты продавливанию, при этом снизить её общую толщину (читай материалоемкость) можно, делая локальные утолщения фундамента в зоне углов, стыка несущих стен, по всему периметру, под колонами. Такие усиленные плиты часто называют «американскими», в сечении они выглядят, как призма.
Плитный фундамент по площади не может быть меньше дома, должны учитываться все консольные участки. Например, если здание будет облицовываться кирпичом или другими тяжёлыми материалами, то плиту необходимо закладывать больших размеров, чтобы обеспечить опорную площадь для облицовки.
Технология строительства плитного фундамента
Так как плитные фундаменты часто используются в очень сложных геологических условиях, то к планированию и строительству плавающих конструкций предъявляются самые жёсткие требования, которые оговариваются многими нормативными документами, например,СНиП 3.03.01–87 «Несущие и ограждающие конструкции»или СП 50–101–2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». Естественно, для возведения фундаментных плит должны использоваться исключительно качественные материалы.
Строительство всех сплошных фундаментов производится примерно по одной и той же схеме:
Давайте рассмотрим эти операции подробнее.
С проектированием мы более-менее разобрались. Строите что-то серьёзное - лучше закажите разработку проекта фундамента инженерам, однозначно сохраните нервы и деньги.
Вопросы проведения подготовительных работ, выноса разметки в натуру мы уже обсудили в статье «Ленточный фундамент. Часть 2: подготовка, разметка, земляные работы, опалубка, арматура».
Что касается земляных работ. Если замена грунта (массивные подушки) и утепление не требуется, то достаточно снять только верхний плодородный слой, в противном случае, грунт естественного основания изымается в нужном объёме. Иногда, перед выемкой есть смысл выровнять зону застройки - сделать подсыпку. Тогда добавочный материал очень тщательно уплотняется виброплитой.
Самое главное условие - насыпной грунт под плитным фундаментом ни по каким характеристикам не должен уступать материковому (естественному).
Не стоит переживать о том, что под плитой будет сложно обслуживать коммуникации. Всё делается, как обычно: там, где будет техническое помещение, в плите всегда изготавливают приямок для ввода коммуникаций (возле труб закладывается пенопласт, или делается контур из опалубки), чем меньше он будет, тем лучше для жёсткости фундамента. В любом случае трубы нельзя замоноличивать наглухо. Под плитой коммуникации проходят в траншее, засыпаются дренирующими материалами. О дренаже линий коммуникаций читайте в статье«Как сделать дренаж на участке».
Подушка является искусственным основанием, она предназначена для замены «плохих» грунтов. В качестве материала для подушки чаще всего выступает смесь песка и щебня, которые имеют хорошие дренирующие свойства, мало сжимаются, не пучинятся. Песчано-гравийная подушка укладывается слоями по 100 мм, и каждый корж тщательно трамбуется виброплощадкой. Если применяется чистый песок, то его нужно проливать водой.
Необходимо периодически контролировать горизонтальность каждого слоя подушек.
На участках с неблагоприятным водным балансом, под плитой (подушкой) рекомендуют заложить несколько дрен для отвода воды.
Большинство технологических карт по изготовлению сплошных фундаментов предлагают под подушку расстилать геотекстиль, который не даёт песку и гравию заиливаться (читай терять важные для нас свойства).
Чтобы гидро- и теплоизоляция хорошо легла и не была деформирована массой бетона, верхняя часть подушки должна иметь максимально ровную плоскость. Некоторые производители плавающих фундаментов предпочитают даже сделать стяжку-подготовку из пескобетона.
Подушка накрывается плотной полиэтиленовой плёнкой, или другими гидроизоляционными материалами, которые при бетонировании предотвратят утечки цементного молока. Листы кладутся с нахлёстом и проклеиваются/спаиваются.
На гидроизоляцию укладывается слой утеплителя толщиной до 100 мм. Раньше применяли пенопласт, сейчас все перешли на экструдированный пенополистирол. Некоторые строители считают, что утеплитель - не является обязательным слоем, но он снижает теплопотери через плиту, не позволяет грунту под плитой неконтролируемо, неравномерно оттаивать даже под отапливаемыми помещениями. Если вы хотите применить тёплый пол - то не будете обогревать землю, а всё тепло пустите в дом. В технологических картах иностранных компаний утеплитель (и подушку) рекомендуют прокладывать за пределы плиты.
Трубы тёплого пола посредством специальной сетки раскладываются прямо на листы ЭППС, естественно, они никакими материалами не утепляются, чтобы лучше отдавать тепло. В этом слое могут также проходить некоторые трассы отопления - вот они ведутся в рукавах и теплоизоляторах. Все концы выводятся из приямка для коммуникаций, система кольцуется, опрессовывается. Под давлением закачанный в трубы воздух предотвращает деформирование их при заливке бетона.
Армирование - пожалуй, самая сложная операция при строительстве плавающих фундаментов. Здесь допускается больше всего ошибок, как технологических, так и конструкторских.
Начнём с главного. Согласно СП 52–103–2007 минимальный процент армирования железобетонной плиты составляет 0,3%. Считают его следующим образом: берут поперечный срез плиты и высчитывают его площадь, высчитывают суммарную площадь среза всех арматурных стержней, сравнивают эти показатели. Если металлоёмкость бетона недостаточна, то увеличивают диаметр арматуры или количество стержней (уменьшают шаг). Для толстых плит применяют третий ярус металла, расположеный в толще плиты. Практика показывает, что чаще всего достаточно уложить два слоя арматуры диаметром 12–14 мм, и шагом в 150–250 мм.
Не забывайте, что в нагруженных зонах (колоны, несущая стена внутри здания…) может понадобиться дополнительное армирование, осуществляемое прокладкой вспомогательных продольных стержней в пределах призм продавливания.
В зависимости от конструкции здания под несущие стены и колоны иногда есть смысл делать вертикальные выпуски арматуры (СП 52–103–2007), которые обеспечат дополнительную жёсткость системы «плита-надфундаментная часть».
Наличие защитного слоя бетона - обязательное условие качественного армирования. Сетки арматурного каркаса выставляются на специальных полимерных подставках-грибках. Грибки нижнего яруса - небольшие, около 4–5 см. Грибки промежуточные (между двумя сетками) имеют высоту, зависящую от толщины плиты, так чтобы над верхней арматурой оставалось ещё около 5 см бетона (защитный слой). Грибки располагают один над другим, их общее количество (шаг) должно обеспечить достаточную устойчивость каркаса к нагрузкам, возникающим при бетонировании.
Запрещено применять всевозможные подкладки из древесины, камня, металла.
Торцы каркаса, верхний и нижний ярус, рекомендуют (СП 63.13330.2012) связывать между собой П-образными элементами из арматуры. Арматурные стержни не должны контактировать с опалубкой, так как следует обеспечить защитный слой бетона толщиной не менее 40 мм.
Изготавливается каркас вязкой арматурных стержней проволокой. Допускается применение электродуговой сварки, но тогда необходимо использовать арматуру класса а500с, или аналогичную, с индексом «С».
Ввиду большого объёма работ по армированию, бывает целесообразно воспользоваться унифицированными сварными сетками заводского изготовления. Полученные после укладки стыки обязательно разводятся в «шахматном» порядке - стыки готовых сеток нижнего яруса армирования должны перекрываться целой сеткой верхнего яруса.
Опалубка плавающего фундамента собирается очень просто, необходимо только выровнять каждую сторону периметра. Обратите внимание, что бетона используется много, и давление на щиты будет довольно серьёзное - поэтому очень качественно разоприте их от грунта.
Опалубку следует изнутри обернуть полиэтиленом, чтобы не допустить утечек цементного молока через щели. Как вариант, можно возле опалубки проложить листы ЭППС, потом они надёжно «прилипнут» к бетону и обеспечат вертикальное утепление плиты.
Пенополистиролом также разделяют сопряжённые с домом постройки, для которых необходим свой фундамент (гараж, крыльцо, терраса…).
Отдельный маленький контур опалубки изготавливают для приямка под коммуникации.
Про опалубку и армирование можете почитать в статье«Ленточный фундамент. Часть 2: подготовка, разметка, земляные работы, опалубка, арматура».
Нюансы изготовление монолита можно найти в нашей публикации«Ленточный фундамент. Часть 3: бетонирование, заключительные операции».
Бетонирование необходимо производить за одну рабочую смену. Наиболее рационально будет заказать привозку бетона миксером и прямо из лотка заливать фундамент. Для бетонирования отдалённых участков можно применить самодельный жёлоб.
Бетон должен быть в обязательном порядке уплотнён глубинным вибратором.
Для изготовления плитных фундаментов используется бетон с характеристиками, которые регламентируются СП 52–103–2007. Большинство строительных компаний, производящих плавающие фундаменты, предлагают заказывать бетон со следующими эксплуатационными свойствами:
Учитывая отечественные реалии, частному застройщику лучше заказывать бетон, как минимум, на марку выше нормированной - будет больше шансов получить проектный класс прочности.
Далее следует производить манипуляции по уходу за бетоном. Когда плита наберёт 50-процентную прочность, опалубку можно снимать. Мы обстоятельно рассмотрели эти работы в статье«Ленточный фундамент. Часть 3: бетонирование, заключительные операции», добавим, что на следующий день после заливки плавающего фундамента верхнюю плоскость плиты стоит затереть - это будет хорошая основа до монтажа любых напольных покрытий.
В Северной Европе и США плавающие фундаменты активно применяются уже более полувека, они временем доказали свою надёжность, функциональность и экономическую привлекательность. В нашей стране плиты тоже нашли своего застройщика. Из года в год сплошные фундаменты становятся всё популярнее, так как во многих случаях альтернативы им просто нет.
Турищев Антон, рмнт.ру
http
://
www
.
rmnt
.
ru
/ - сайт
RMNT
.
ru
25. Столбчатые фундаменты. Сплошные фундаменты.
Рис. 1. Свайные фундаменты
а - висячая свая; б-свая-стойка; в-железобетонные сваи; г-набивные бетонные; д-металлические завинчивающиеся; 1 - железобетонная свая; 2 - сборный железобетонный ростверк; 3 - заполнение из бетона; 4 - стеновая панель; 5 - слабый грунт; 6 -плотный (материковый) грунт; 7 - лопасть. 8 - стык
