Фундамент плита, расчет толщины, пример расчета, методика

Расчет фундамента — это важнейший вопрос, с которого должно начинаться строительство. От правильности сооружения основания постройки в будущем будет зависеть ее долговечность, да и вообще безопасность проживания.

Типы фундаментов

Чтобы выбрать конструкцию основания дома, нужно решить, каким вы хотите видеть ваш цокольный этаж. Будет ли там подвал, или вы обойдетесь без него. После этого нужно определиться с конструкцией фундамента, который может быть нескольких типов:

  • Столбчатый. Он формируется путем монтирования столбов в местах пересечения стен, включая углы, на которые кладется фундамент. Используется только на неподвижных грунтах. Экономичнее ленточного, но нельзя соорудить подвальное помещение.
  • Плитный. Это разновидность монолитного фундамента, его можно использовать в качестве пола. Применяется в небольших строениях, экономически затратный вариант.
  • Ленточный. Этот вид частенько используется в частном строительстве. Он представляет собой полосу из железобетона по периметру всей конструкции будущего дома. Имеет фиксированный размер по всей длине. Хорошо подходит для тяжелых стен из кирпича или железобетона. Прекрасно подойдет для проектов домов с гаражами или подвалами на нулевом этаже. Обычно его делают ниже глубины промерзания грунта. Однако фундамент можно сделать и мелко заглубленным для небольших деревянных домов.
  • Свайный. Этот вид фундамента применяется на неустойчивых грунтах в крупногабаритном строительстве.
  • Монолитный. Используется для легких строений, не требует привлечения спецтехники.
  • Винтовой. Отличный вариант для домов, расположенных на участках с высоким уровнем грунтовых вод и сложным ландшафтом.
  • Плавающий. Применяется на неустойчивых и пучинистых грунтах, где невысокий уровень грунтовых вод. Защищает строение от деформации грунта.

Факторы, влияющие на толщину плитного фундамента

Этот тип основания относится к «плавающим», т.е. способным воспринимать и равномерно перераспределять нагрузки. В частных постройках толщина варьируется от 15 до 35 см, изменение в меньшую сторону не допускается по причине риска раскола плиты под воздействием собственного веса здания, в большую – из-за экономической нецелесообразности, увеличения общей массы и потери подвижности. Главным критерием влияния служит тяжесть конструкций, при использовании кирпича или плотных стройматериалов высота плитного фундамента возрастает на 5-10 см в сравнении с домами с газобетонными или каркасными стенами.

Читайте также:  Достоинства и недостатки свайного фундамента

Вторым учитываемым фактором идут размеры будущей постройки. Следует помнить, что все фундаменты выдерживают не только нагрузку на сжатие, но и на изгиб, экстремум приходит на середину. Чем больше длина наружных стен, тем выше риск раскалывания монолитной плиты. Частично эта проблема решается увеличением числа внутренних перегородок с несущими способностями, но для полного исключения риска приходится наращивать толщину самого фундамента. Как следствие, при строительстве на узких участках составление проекта и выбор основания лучше доверить специалистам.

Помимо веса и типа здания при расчете фундаментной плиты (в том числе для проверки ее целесообразности) учитываются особенности грунта: глубина промерзания, несущие способности, однородность и уровень подземных вод. При высокой плотности слоев подбирается мелкозаглубленный вариант, в этом случае для его заложения достаточно вынуть около 50-70 см земли, единственным недостатком такого исполнения является отсутствие подвала. На неустойчивых грунтах фундаментная плита размещается ниже глубины промерзания на 60 см, тогда увеличивается вес постройки и на конструкцию действуют повышенные нагрузки.

Интенсивность влияния подземных вод учитывается при подборе марки бетона, материалов гидроизоляции и толщины дренажной подушки, при значительных рисках подтапливания целесообразно выбрать другой тип основания или провести его утепление влагостойкими материалами.

Особенности плитных фундаментов

К явным преимуществам плитных фундаментов (о плюсах и минусах плитного фундамента) можно отнести следующее:

  • простота конструкции;
  • высокая степень долговечности: железобетонный монолит может простоять более сотни лет без разрушительных изменений;
  • способность быстро перемещаться в ответ на подвижки грунтов, сохраняя при этом устойчивость надземной части строения и пр.

К основным недостаткам плитного фундамента можно отнести его высокую стоимость. Кроме того, с момента его возведения и до начала строительства здания или сооружения должно пройти достаточно много времени – пока бетон не достигнет технологически оправданного показателя прочности.

Еще один минус – для выполнения работ по заливке бетона необходимы определенные погодные условия.

Несмотря на довольно обширный перечень недостатков, плитный фундамент является едва ли не самым надежным. Но данное утверждение справедливо лишь при одном условии — если правильно произведен расчет толщины плиты фундамента.

Сферы применения и особенности монолитного плитного фундамента

Гораздо чаще застройщики отдают предпочтения ленточному основанию, что обусловлено его капитальностью и надежностью. Но не на всех типах грунтов целесообразно его сооружение. В подобных случаях приходится устраивать монолитную железобетонную конструкцию под всем зданием.

Читайте также:  Алюминиевый и стальной линейный щит для опалубки стен

Плитный фундамент, как правило, сооружается на просадочных грунтах 1 категории:

  • песок с любыми примесями;
  • гравий и галька размерами до 80 мм;
  • растительный слой как с корнями, так и без них;
  • пластичные и твердые суглинки;
  • пластичная глина;
  • мягкие солонец и солончак.

Также его устройство нередко выполняется на твердых глинах, пластичных и твердых супесях, черноземе и каштановых землях естественной влажности.

Вопреки распространенному мнению, «плавающее» плитное основание не гасит подвижки грунта и не оказывает им сопротивления. Поэтому оно не может эффективно работать на сильнопучинистых и топких почвах. При этом на грунтах 2 группы достаточно высок риск частичной или даже полной просадки строения под воздействием собственного веса.

Учет состояния грунта

Несущая способность грунта считается важнейшей характеристикой, определяющей тип и размеры фундамента. Она, прежде всего, зависит от его плотности и структуры. Оценить ее можно по сопротивлению нагрузкам – Rо, указывающей какая нагрузка на единицу площади допустима без его проседания (на поверхностном уровне). Выражается Rо в кг/см² и считается табличной, т.е. справочной, величиной.

Величина сопротивления зависит от пористости (плотности) почвы и ее увлажненности. В таблице ниже приведены значения этого показателя для наиболее типичных почв.

Значения сопротивления нагрузке для некоторых типов грунта:

Характер грунта Коэффициент пористости Ro , кг/см²
Сухие Влажные
Супеси 0,5 0,7 3,1 2,6 3,1 2,0
Суглинки 0,5 0,7 1,0 3,0 2,6 2,0 2,4 1,8 1,1
Глины 0,5 0,6 0,8 1,0 6,0 5,0 3,1 2,6 4,2 3,0 2,0 1,2

Достаточно высоким сопротивлением обладают гравийные и щебневые грунты – 4-5 и 4,4-6 кг/см², соответственно, в зависимости от глинистого или песчаного наполнения. Крупнозернистый песчаник имеет Rо 3,6-4,4 кг/см², песчаник средней зернистости – 2,6-3,4 кг/см², мелкозернистый песчаник – 2-3 кг/см² в зависимости от увлажненности.

С увеличением глубины залегания пласта меняется плотность грунта, а значит, и сопротивление нагрузкам. Его значение на разных глубинах (h) можно определить по формуле R=0,005R0(100+h/3).

Читайте также:  Углубление подвалов в СПб

При определении заглубления фундамента важную роль играют такие параметры состояния грунта:

  1. Уровень расположения грунтовых вод. Фундамент не должен доходить до водного пласта. Этот параметр часто становится определяющим для выбора типа основания. В частности, при высоком расположении вод приходится возводить плитный фундамент.
  2. Глубина зимнего промерзания грунта. Подошва фундамента должна располагаться на 30-50 см ниже уровня промерзания. Дело в том, что при замерзании грунт сильно вспучивается, что создает выталкивающую нагрузку на основание.
  3. Уровень залегания высокопучинистых пластов. Фундаментную подошву нельзя упирать в такой грунт, а значит, его следует пройти насквозь.

Заглубление фундамента частного дома обычно не рассчитывается, т.к. требует использования сложной методики. Его выбор осуществляется, исходя из указанных практических рекомендаций.

Расчет ленточного фундамента

Тип фундамента
вариант 1 вариант 5
вариант 2 вариант 6
вариант 3 вариант 7
вариант 4 вариант 8
Размеры фундамента
Ширина, мм.
Длина, мм.
Высота, мм.
Толщина, мм.
Размер, мм.
Арматура
Горизонтальные ряды 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вертикальные стержни 0 1 2 3 4 5
Соединительные стержни 0 1 2 3 4 5
Шаг
Диаметр арматуры 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28
Опалубка
Толщина доски для опалубки, мм.
Длина доски, мм.
Ширина доски, мм.
Состав бетона
Вес одного мешка, кг.
Мешков на 1 кубометр бетона
Пропорции бетона по весу
Цемент
Песок
Щебень
Стоимость строительных материалов
Цемент (за мешок)
Песок (за 1 тонну)
Щебень (за 1 тонну)
Доска (за 1 кубометр)
Арматура (за 1 тонну)

Принципы расчетов

Расчет фундамента строения включает определение таких важнейших параметров, как заглубление, площадь опоры на грунт, размеры основания. Он должен учитывать все определяющие факторы – геофизические характеристики грунта, климатические особенности, величины и направленность нагрузок, в том числе от веса всех элементов строения и самого фундамента.

Необходимые исходные данные следует брать у организаций, специализирующихся на геологических изысканиях, а также из проверенных источников.

Прежде чем приступить к строительству, необходимо определить потребность в бетоне, армирующих элементах и других материалах. Возведение фундамента нельзя останавливать на середине, а потому расчеты должны помочь правильно закупить нужное их количество.