Монолитная плита фундамента: толщина, расчет высоты слоя для дома

Достоинства и недостатки

Плюсы плиточного фундамента:

Расширенные возможности на грунтах со сложной геологией, которые для ленточного основания не подойдут из-за низкой несущей способности и высокой пучинистости. Однако на явно заболоченных грунтах с сильной просадкой окажется неэффективен, уступая свайному с основой гораздо ниже глубины промерзания.
Плотные монолитные фундаменты подойдут для строительства тяжелых многоэтажных сооружений. Профессиональные расчеты распределения сил позволят сэкономить при проектировании многоквартирных домов.
Минимум усилий по обустройству фундамента. Земляные работы невелики, так как заглубленная часть небольшая. Однако при проектировании очень тяжелых или больших по площади сооружений это преимущество будет зыбким и начнет проигрывать ленточным основаниям.

Фундаментная плита является хорошей основой для пола первого этажа или цоколя

Это важное преимущество. При хорошем утеплении пол становится сразу теплым

В многослойной плите можно смонтировать водяной подогрев.
Плита не является строительным объектом повышенной категории сложности. Выкапывание котлована, заливку бетона, вязку арматуры можно провести своими руками. Навык приходит быстро.

Работа предстоит однообразная и утомительная. Однако заручившись поддержкой родственников, друзей, можно смонтировать самостоятельно без серьезных строительных навыков. Для небольшой строительной бригады заливка монолитного фундамента для частного дома будет выполнимой задачей.

Устройство плитного фундамента — трудоемкий процесс

Минусы:

На участках с выраженной нестабильностью грунта «плавание» основания происходит с большой амплитудой, а силы снизу прикладываются неравномерно. Плита начинает испытывать колоссальные нагрузки на изгиб.
Небольшие линейные деформации вполне вероятны. Некоторые материалы к ним чувствительны. При «плавании» плита может накрениться и стены отклонятся от вертикали. Для деревянных построек это не критично, а для блочных, кирпичных конструкций напряжения увеличиваются при достижении определенной высоты. Не исключено появление трещин в верхней части зданий.
Ряд операций при монтаже потребует привлечения специалистов и техники. Для качественной трамбовки нужна виброплита. Вязка арматурного каркаса потребует вязальный пистолет или специальные хомуты, гидроизоляция — газовую горелку. Большой объем бетона при одномоментной заливке удобнее заливать с использованием строительного миксера. Плиту желательно смонтировать за 1 день.
При значительных перепадах высот такое основание совсем невозможно либо нерентабельно.
Подвал, погреб, смотровая яма одинаково невозможны при возведении монолитной плиты. Ее сущность в том, чтобы опираться всей площадью на грунт и при необходимости скользить по нему равномерно. Исключением является специфическое строение ряда плит с ростверками под несущие стены или арматурные закладки, уже от которых ведется заглубленная часть стены. Но это сложное и дорогое удовольствие.
При возведении обязательна прокладка всех коммуникаций, включая силовые кабели, водопровод, канализации, короба. Это скорее не недостаток, а специфическая особенность технологии, но она усложняет процесс строительства.
Стоимость монолитного фундамента глубокого залегания для частного дома высока. Иногда достигает 50% стоимости всего строения. При малозаглубленной плите все не так страшно. Хотя даже несколько лишних сантиметров быстро вырастают в кубы объема.

Двухъярусное армирование потребует значительного увеличения арматуры и бетона. Здесь ленточный фундамент выигрывает. Но плита одновременно является перекрытием в здании – черновой пол с хорошей гидроизоляцией, часто с утеплением. Это уменьшает общую стоимость сметы, несколько снижает общий объем работы, ее кропотливость.

Технические характеристики монолитной плиты

Плитный фундамент представляет собой сплошной монолит под всем зданием, площадь которого или соответствует его размерам по осям, или увеличена на толщину облицовки цоколя или стен, если они возводятся непосредственно на плите.

Большая площадь опоры делает такой фундамент наиболее устойчивым – во всяком случае, при строительстве на ровной местности, не имеющей проблем с сейсмической стабильностью. Тем не менее, плита под дом из газобетона, как и любой другой фундамент, должна быть грамотно спроектирована.
Этот процесс заключается в составлении схемы воздействия и расчёте нагрузок, способных повлечь крен или излом основания. Суммарные нагрузки и берутся за основу при определении толщины плиты фундамента.
Так как плита ещё и армируется, нужно не только просчитать внешние габариты монолита, но и составить схему его каркаса. Армирование может быть как равномерно распределённым, так и усиленным локально в местах наибольших нагрузок — тут уже всё зависит от габаритов и конфигурации здания и конкретных условий строительства.
В основном локализация армирования фундаментной плиты под дом из газобетона осуществляется при проектировании плиты с направленными вниз ребрами. Это даёт возможность уменьшить толщину горизонтальной части – а значит, и снизить расход бетона. Но получить такую экономию даст возможность только профессиональный подход к проектированию.
При беспроектном строительстве приходится всё делать с запасом прочности, поэтому чаще всего застройщики формируют обычную плоскую плиту с равномерно распределённым армированием. Толщина плиты под дом из газобетона будет зависеть от его габаритов и этажности, именно эти нагрузки и составляют общий вес здания. Так как локальных усилений в такой плите нет, её общий каркас должен максимально обеспечивать плите сопротивление продавливанию.
Лучше распределять нагрузки и сохранять устойчивость при естественных подвижках грунта, помогает жёсткий подстилающий слой — бетонная подготовка. Это плита толщиной 7-10 мм из низкомарочного бетона, которая является основанием для устройства наплавной гидроизоляции и защищает её от повреждений.
В масштабном строительстве подбетонка — обязательный элемент подготовки основания к заливке фундамента. При строительстве малоэтажных зданий допускается заменять её профилированной гидроизоляционной мембраной, достаточно прочной, чтобы обойтись без защиты. Её можно укладывать непосредственно на утрамбованный песчаный слой. Защитный ковёр набирается из укладываемых внахлёст полотен, проклеиваемых в швах специальной лентой, и получается вполне герметичным.

Фундамент плита под дом из газобетона, если в нём не предусмотрен цокольный этаж, строится в незаглублённом варианте. То есть, в грунт закладываются только подстилающие слои, а сама плита находится на поверхности. Надёжность плитного основания от этого нисколько не страдает – даже наоборот, ему не приходится противостоять воздействию боковых сил пучения. Снизу от них плита защищена насыпным непучинистым грунтом, а иногда ещё и слоем теплоизоляционного материала – экструдированного пенополистирола.

Вот основные технические характеристики плиты под одноэтажный дом из газобетона:

Грунт – любой, в том числе просадочный.
Рельеф – ровный. Если уклон, то незначительный. При больших перепадах плиту пришлось бы заливать в ступенчатом варианте, а это технически сложно и дорого.
Толщина стен – любая.
Класс применяемого бетона по прочности – В22,5.
Марка бетона для плитного фундамента по водопроницаемости — W6.
Марка пластичности П4.
Минимальная толщина плоской плиты для дома 300 мм.
Арматурный каркас – объёмный, из стержней AIII d-12 с шагом 200х200 мм.
Гидроизоляция – в зависимости от наличия подбетонки (наплавная или мембранная).

Особенности технологии

Ранее была описана общая схема возведения плитно-ленточного фундамента. В зависимости от того, планируется ли в доме цоколь, технология будет несколько отличаться.

Дом без цоколя

Принципиальное отличие таких сооружений состоит в том, что плита опирается на грунт всей площадью и выполняет роль опоры. Для домов без цоколя строительство основания проходит быстрее, поскольку не приходится повторно делать опалубку для монолитной плиты. Но строителям необходимо предусмотреть слой теплоизоляции в «пироге» основания.

Технологические этапы будут следующими:

Вначале возводят ленточный фундамент по технологии, описанной ранее
Принципиально важно, чтобы концы арматурной сетки остались торчать на поверхности, поскольку в дальнейшей они послужат связующим звеном между лентой и плитой.
Стоит обратить внимание, что внешняя опалубка должна быть выше ленты на высоту плиты.

Когда бетон затвердеет, удаляют щиты внутренней части опалубки для ленты и подготавливают площадь для плитного основания.
На дне котлована устраивается слой геотекстиля, а на нем – песчано-щебневая подушка. В отличие от предыдущей схемы, помимо гидроизоляции, необходимо разместить теплоизолирующий слой
Как правило, для этого используют пеноплекс высокой плотности

Поверхность теплоизоляции должна находиться на одном уровне с ленточным монолитом.
Стыки между листами пеноплекса затирают мастикой или заполняют монтажной пеной.
Сверху возводят двухслойную обрешетку, которая не должна соприкасаться с утеплителем. Для этого используют подставки высотой 5 – 6 см. Связывают торчащие прутья ленточного основания с арматурой будущей плиты.
Все свободное пространство между внешней опалубкой заливают бетонной смесью на одном уровне.

С цоколем

В таких зданиях железобетонная лента принимает на себя всю нагрузки, распределяет ее и передает на грунт, а монолитная плита выполняет роль нулевого перекрытия для первого этажа.

Этапы строительства следующие:

разметка и рытье котлована;
засыпка песчано-гравийной смеси на дне разработанного участка;
установка опалубки под ленту;
покрытие стен опалубки гидроизолирующим материалом;
монтаж армирующего каркаса в траншеях;
заливка раствора в траншеи;
выжидание затвердевания смеси;
установка опалубки по внешнему периметру ленты;
укрепление щитов распорками, чтобы они не разошлись под действием массы бетона;
монтаж каркаса из арматуры;
заливка раствора, вибротрамбовка и ожидание затвердевания.

В этом варианте фундамента лента выполняет функцию ребер жесткости и берет на себя основную часть нагрузки сооружения. Это позволяет уменьшить высоту плиты и сократить расход стройматериала.

Теплоизолирующий слой для фундамента в домах с цоколем можно укладывать непосредственно перед монтажом напольного покрытия.

Расчет монолитного фундамента под дом

На толщину фундамента влияют показатели почвы, результаты геодезических испытаний (типы грунта, уклон поверхности, глубина промерзания, наличие и отсутствие грунтовых и поверхностных вод), конструктивные и технологические аспекты проекта строительства.

Минимальная толщина фундамента составляет 15 сантиметров, но она подходит только для легких конструкций – небольшая баня, гараж, возводимых на непучинистых грунтах. Обычно толщину основания при малоэтажном строительстве принимают равной 20-30 см.

Проектом может быть предусмотрено утепление фундамента, в этом случае при расчетах нужно учитывать толщину утеплителя. Основанием морозоустойчивого фундамента является железобетонная плита.

Толщина ленточного фундамента должна быть более 35 см, при возведении зданий на сыпучих почвах следует уменьшить нагрузку на грунт путем добавления уступов (ширина около 20 см, высота – 30-40 см), обрез фундамента должен быть выше уровня земли.

Пример расчета плитного фундамента 10х10

Рассчитаем монолитный фундамент для одноэтажного дома. Исходные данные об объекте строительства:

Здание: жилой одноэтажный дом площадью 100 м2;
Здание возводится из бруса толщиной 200 мм;
Высота стен здания равна 4 м;
Перегородки внутри здания выполнены из гипсокартона (общая площадь перегородок составляет 64 м2);
Крыша четырехскатная с уклоном равным 35°;
Пластичный грунт, в состав которого входит глина;
Регион, в котором ведется строительство: г. Оренбург, значения снеговой нагрузки для него равняется 240 кг/м²;
Перекрытия деревянные, их общая площадь составит 68 м2.

Для расчета нагрузки на фундамент необходимо учитывать вес всех конструкций, а также ветровое и снеговое воздействие. При расчете нужно учитывать как нормативную, так и расчетную нагрузку в комплексе с коэффициентом надежности.

Для рассматриваемого примера результаты будут следующие:

Нагрузка от стен: 100*160*1.1 = 17600 кг;
Нагрузка от перегородок: 64*30*1.2 = 2304 кг;
Нагрузка от перекрытий: 68*150*1.1 = 11220 кг;
Давление от кровли: 61*2*60*1.1 = 8052 кг;
Полезная и снеговая нагрузки: 68*240*1.2 + 61*180*1.4 = 17330 кг.

В сумме получаем нагрузку, равную ориентировочно 56506 кг (при этом учитывался коэффициент надежности). Ширина подошвы бетонного слоя на 20 см выступает за периметр здания. Следовательно, площадь основания составляет 1081600 см2. Высчитываем удельную нагрузку на почву под домом по формуле: 56506 кг: 1081600 см2 = 0,05 кг/см². Сопоставляем расчетные и заданные значения: Δ = 0,07 – 0,05 = 0,02 кг/см².

Масса строения рассчитывается по формуле: М = Δ*S = 0,02*1081600 = 21632 кг.

Отсюда толщина монолитной плиты фундамента для дома: t = 21632/700 = 30.9 см. Принимаем значение, равное 30 см.

Объем фундамента равен: 10.42*0.3=32.45 м3.

Плитный фундамент — что это

Монолитная плита под дом относится к плавающим незаглубленным фундаментам, бывает также мелкого заложения. Название свое получила из-за того, что железо-бетонная основа заливается под всю площадь дома, образуя большую плиту.

Обязательным условием является наличие песчано-гравийной подушки, которая перераспределяет нагрузку от дома на грунт, и служит демпфером при морозном пучении. Часто такой фундамент — единственное возможное решение. Например, на нестабильных, сыпучих грунтах или на глинах с большой глубиной промерзания.

Конструкция фундамента монолитная плита несложная и надежная, но для ее изготовления требуется большое количество арматуры и большие объемы бетона высокой марки (не ниже B30), ведь армируется и бетонируется вся площадь, занимаемая зданием, да еще с запасом — для большей стабильности. Потому такой фундамент считается дорогим. В принципе, это так, но надо считать. В некоторых случаях его стоимость ниже, чем ленточного глубокого заложения — за счет меньшего объема земельных работ и меньшего количества бетона.

Глубина заложения монолитной плиты определяется в зависимости от массы дома и типа грунтов. При малом заглублении на пучинистых грунтах зимой дом вместе с основанием может подниматься и опускаться. При правильном расчете армирования и толщины плиты на целостность здания это не влияет. Плита компенсирует все изменения за счет силы упругости. По весне, после того как грунт растает, дом «садиться» на место.

Есть четыре типа плитного фундамента:

Классический. Железобетонная плита устраивается на песчано-гравийно подушке с утеплением или без. Толщина слоя бетона 20-50 см в зависимости от грунтов и массы здания. Толщина слоев подушки зависит от глубины залегания плодородного слоя — его надо полностью снять. Полученный котлован на 2/3 можно засыпать песком и гравием.

Утепленная шведская плита (УШП) со встроенным теплым полом. Во-первых отличается тем, что опалубка плиты несъемная — из L-образных пенополистирольных блоков. Это значительно снижает расходы на отопление — утечка тепла минимальна. Также поверх утепления укладываются трубы теплого пола, на них (иногда — под них) укладывается арматура и все заливается бетоном, толщина бетонного слоя — 10 см. Все коммуникации, включая водопровод и канализацию, закладываются еще на этапе подготовки основания — в песчаную подушку. То есть, после изготовления фундамента, готова система отопления и подведены инженерные системы. Такой подход позволяет ускорить строительство, но сам фундамент получается дорогим. Этот вид основания требует грамотного инженерного расчета и такого же исполнения: при расчете и укладке коммуникаций нельзя ошибаться, так как переделки невозможны. Также возникают вопросы по ремонту систем, замурованных в фундамент. Он невозможен, потому закладывают дорогие материалы с длительной гарантией.
Русский — плита с ребрами жесткости. Для усиления конструкции под тяжелые дома и в тяжелых условиях эксплуатации (сильное морозное пучение) русские ученые придумали делать более массивные ребра жесткости. Их устраивают, как правило, под несущими стенами. Сложность работ при этом возрастает — отдельно устраиваются ребра жесткости, отдельно — плита. Но несущая способность такого фундамента значительно выше, что позволяет уменьшить толщину плиты — до 10-15 см.

Область применения и особенности расчета

Основное назначение – использование в качестве основания на слабых грунтах с предельным значением несущих способностей до 2.5 кг/см2. Сюда попадают пески – пылеватые и средней плотности, глины и суглинки пластичные, торфяные и увлажненные грунты. Причем именно уровень влажности грунта во многом определяет его несущие способности – при намокании он буквально «плывет», теряя свои прочностные свойства. Поэтому, дренажу, гидроизоляции и отмостке отведена важная роль при обустройстве этого вида основания.

Надежная гидроизоляция – важная составляющая любого фундаментаИсточник olestnicah.ru

В качестве одного из достоинств часто приводят аргумент, что монолитную плиту можно сделать своими руками. Но если даже не рассматривать вопросы выбора типа бетона и параметров арматурного каркаса, остается такой важный этап, как расчет размеров плиты. И если с площадью есть определенная ясность (размер дома плюс с каждой стороны небольшой запас), то толщину плиты рассчитать непросто.

Но в этот диапазон входит и «легкая постройка» в виде гаража или летней кухни, и двухэтажный дом с мансардой. Если сделать плиту недостаточно «толстой» или выбрать не ту толщину армирующего прутка (или размер ячейки), то она не сможет выдержать совокупной нагрузки. Излишний запас прочности приводит к удорожанию и без того недешевого основания, а избыточный объем бетонирования утяжелит всю конструкцию, и уже грунт может не выдержать совокупную нагрузку.

Есть еще один вариант с диаметрально противоположной сферой применения – плиту обустраивают на скальных и крупнообломочных грунтах с очень высокими несущими свойствами. В этом случае она скорее выравнивает площадку под строительство, а не перераспределяет нагрузку от конструкции.

Еще одна особенность этого основания – прокладку трубопроводов надо сделать на этапе нулевого циклаИсточник xpcenter.ru

Плюсы железобетонного монолитного фундамента

Подходит для нестабильных грунтов

Монолитная плита во время сезонных изменений пучинистых грунтов, сохраняет равномерное распределение стеновой нагрузки. Такие изменения могут возникать при сильных морозах и оттаивании, длительной влажности, при всех природных явлениях которые воздействуют на плотность и объемность почвы. Все здание, как единый конструктив, равномерно поднимается или оседает в зависимости от движении грунта, при этом сохраняется целостность несущих стен и самого фундамента. В отличие от ленточных фундаментов , которые неравномерно проседают при таких явлениях и дают трещины. Такое свойство плиты позволяет возводить дома на глинистых почвах и суглинках, торфянистых и склонных к заболачиванию, и даже на песчаных грунтах.

Характеризуется минимальным процентом усадки, которая происходит равномерно и безболезненно как для самого фундамента так и для всего здания.

плитный монолитный фундамент

Высокая несущая способность

В данном случае срабатывает обычные законы физики. Чем больше площадь распределения нагрузки, тем меньшее давление оказывается на основание и грунт. Все многоэтажные дома возводятся и прочно стоят на монолитном плитном или комбинированных со столбчато-свайными фундаментами.

плитный монолит хорошо подходит для тяжелых каменных домов

Долговечность

Грамотное устройство, с учетом особенностей грунта и поведения самой плиты во время эксплуатации, соблюдение требований технологии по утеплению, гидроизоляции, однородности бетонной смеси, достаточного объема гравийно-песчаной подушки и других базовых требований обеспечат прочность и целостность фундамента на многие десятилетия. В среднем, срок жизни качественного плитного фундамент считается вековым, то есть, на нем может прожить не одно поколение. В каждом населенном пункте достаточно много подобных памятников архитектуры, когда многоэтажное здание более 100 лет и даже до 300 лет стоит на бетонной плите. Но следует заметить, что любое долголетие еще зависит и от надлежащего ухода за строением.

многие памятники архитектуры более века стоят на монолитной плите

Высокая прочность

Это самый прочный фундамент из всех существующих разновидностей. Достигается за счет однородности и отсутствия слоистости тела плиты. В основании отсутствуют стыки и швы, то есть, нет слабых мест для проникновения разрушающей влажности в тело фундамента и появления трещин. Кроме того, равномерное распределение нагрузки по всей поверхности, снимает значительную часть давления на железобетон, что является плюсом к уровню прочности.

прочность достигается за счет монолитной целостности

Позволяет возвести цокольный этаж

Единственный фундамент, на котором рекомендуется возводить дом с цокольным этажом. Устраивается как основание для цоколя и служит фундаментом для всего дома.

Минимальные земляные работы

Свойственно для мелкозаглубленных фундаментов, без наличия цоколя. Устойчивость к изменениям свойств грунта позволяет выполнять монтаж прямо на поверхности почвы без заглубления, предварительно очистив участок и выровняв его. Такие работы можно выполнять самостоятельно без строительной техники.

для мелкозаглубленной плиты не проводятся объемные земляные работы

Простая технология возведения

В условиях дефицита средств для возведения фундамента и наличия свободного времени, часть работ можно выполнить своим силами, без привлечения техники и специалистов. В простой технологии устройства плитного фундамента можно легко разобраться. Такие работы как засыпка гравийно-песчаной подушки, подготовка котлована для заглубленных фундаментов, армирование, устройство опалубки, может выполнить любой новичок. Используя специальные формулы или онлайн калькулятор, при наличии весовых расчетов будущего дома, можно самостоятельно рассчитать размеры и объемы фундамента, примерное количество материала и его стоимость. Конечно, такие работы как подготовка бетона и его заливку лучше выполнять за один раз с привлечением специальной техник, с целью достижения однородности плиты.

заливка монолитного фундамента бетононасосом

Сокращает внутренние половые работы

Плита фундамента уже служит как черновое основание пола в доме. На него можно укладывать финишное половое покрытие: линолеум, ламинат, паркетную доску и если потребуется, защитные материалы, такие как гидроизоляция и утеплитель. Подробнее про свойства ламината в статье: «Что такое ламинат. Структура и свойства»

плитный фундамент уже является черновой стяжкой для полов в доме

Подготовка основания

На этапе нулевого цикла проводится выравнивание участка, разметка будущего котлована и самой плиты, снятие около 30-60 см верхнего слоя грунта (точное значение зависит от типа почвы и глубины заложения фундамента).

После этого тщательно, с помощью вибротрамбовки или специальных машин трамбуется и выравнивается основание плиты. Поверх грунта последовательно засыпается и не менее тщательно уплотняется слои из крупного песка и прочного щебня средней и мелкой фракции. Трамбовка и проливка песка реально важный этап!!!!

Точная толщина слоев подушки зависит от параметров участка и обосновывается расчетом. Как правило, она варьируется в пределах 25-30 см при ведении строительства на устойчивых грунтах, и составляет не менее 45 см на слабых.

При неограниченном бюджете отдельные слои могут разделяться геотекстилем, но в целом эти действия считаются необязательными, в отличие от проверки уровня и максимального уплотнения подушки.

В целях экономии для выемки грунтов лучше использовать спецтехнику на полсмены.