Розвиток сучасних будівельних технологій призвело до того, що будівництво власного будинку на землі цілком здійсненно власними силами.
Звичайно ж при наявності бажання і фінансових можливостей.
Великою популярністю користуються каркасні будинки та будинки з композитних матеріалів.
Одним з основних етапів проектування майбутнього будинку є вибір типу фундаменту. Від того, наскільки підставу буде міцним і довговічним, залежить комфортність проживання в будинку.
У цьому питанні багато забудовників віддають перевагу плиткових підстав завдяки його вражаючим експлуатаційними характеристиками.
Загальна інформація
Плитний фундамент являє собою монолітну залізобетонну плиту. змонтовану на піщано-гравійному підставі із застосуванням гідроізоляційного шару і утеплювача.
Конструкція такої підстави під будовою забезпечує надійність, комфортність і великий термін експлуатації на будь-яких типах грунтів в будь-яких кліматичних умовах практично без будь-якого втручання ззовні.
Як, вибравши плитний фундамент: розрахунок товщини і армування виробляти правильно, і поговоримо далі в статті.
Підстава, будучи опорою будь-якої споруди, повинно без нарікань виконувати свою функцію весь експлуатаційний термін. До плитних фундаментів це вимога пред'являється особливо зважаючи на неможливість його модернізації без знесення основної будівлі.
Саме тому перед закупівлею матеріалів і початком будівництва необхідно провести більш-менш точний розрахунок монолітної плити фундаменту.
- Для визначення товщини несучої плити. Розрахунок плити фундаменту залежить від типу грунту: товщина піщано-гравійної подушки і товщина шару залізобетону можуть істотно відрізнятися.
- Для визначення площі плити. У разі особливо рухомих і хитких грунтів площа підстави може бути більше, ніж площа будинку для досягнення необхідної стійкості.
- Для визначення кількості матеріалів. необхідних для побудови підстави.
- Для визначення навантаження на підставу.
Якщо рішення ще не прийнято, і ви перебуваєте на етапі вибору типу підстави, вам можуть стати в нагоді плюси і мінуси плити. У деяких випадках вибір роблять на користь комбінованих видів, наприклад, свайно-плитковий або універсальних, наприклад, з дорожніх плит.
Початкові дані
Плитний фундамент: розрахунок навантаження проводиться за наявності таких необхідних вихідних даних:
- Тип і характеристика грунту. Визначається дослідним шляхом за допомогою підручних матеріалів. Для цього копається яма глибиною півтора метра. Грунт ретельно вивчається на наявність вологи, визначаються основний склад і приблизна щільність.
- Матеріал. з якого планується зведення будинку.
- Вибравши плитний фундамент: розрахунок товщини проводиться і для снігового покриву в даній місцевості (максимальна товщина снігу).
- Марка цементу для заливки опори під каркасний будинок.
Після проведення всіх розрахунків будуть отримані необхідні дані для виготовлення конструкції: питоме навантаження будинку і фундаменту на грунт, допустима товщина плити опори, глибина залягання.
Важливо! Для отримання надійних результатів слід викопати кілька таких ям в різних частинах ділянки для будівництва.
послідовність
1. Якщо ви вибрали плитний фундамент: схема роботи свідчить, що в першу чергу визначається тип ґрунту методом, описаним вище.
По таблиці з'ясовується для нього допустиме значення питомої тиску.
2. Обчислюється загальне навантаження конструкцій. запланованих до будівництва на фундаменті, на одиницю площі. Сюди включаються навантаження від несучих стін майбутнього будинку, навантаження міжкімнатних перегородок, стельових перекриттів, вікон, дверей, даху, меблів і можливого снігового настилу на даху.
Для цього розраховується площа всіх поверхонь і перемножується з показанням навантаження одного квадратного метра матеріалу, взятого з даної таблиці.
Фундамент монолітна плита: розрахунок товщини (параметри навантаження):
Важливо! Дані по навантаженню інших матеріалів можна знайти в нормативних документах з будівництва.
Третій стовпець «Коефіцієнт надійності» в цій таблиці показує на яку величину потрібно помножити підсумкову навантаження для забезпечення необхідного запасу міцності фундаменту.
Підсумкова формула для обчислення загального навантаження на грунт виглядає так:
де М1 - сумарне навантаження будови, отримана шляхом додавання навантаження всіх елементів конструкції, помножена на коефіцієнт надійності, S - площа підстави фундаменту.
3. Обчислюємо різницю між нормативним значенням допустимого навантаження з таблиці і загальним навантаженням будинку:
де Р - табличне значення навантаження.
4. Знаходимо максимальну масу фундаменту. перевищення якої може мати несприятливі наслідки у вигляді просідання всієї плити і будови:
де S - площа плити з бетону.
5. Наступним етапом є знаходження максимальної товщини бетонної плити для фундаменту:
де t - товщина шару бетону, 2500 - щільність залізобетону, виражена в кілограмах на кубічний метр.
Отриманий результат округляється до величини, кратної 5-ти в меншу сторону.
6. Виконуємо відповідність товщини плити умов. при яких різниця між отриманим тиском і табличних тиском на грунт не повинна перевищувати 25%.
Важливо! Якщо за розрахунковими даними товщина залізобетонної плити виходить більше 35 сантиметрів, варто розглянути варіант зі спорудженням стрічкового або пальового підстави, так як монолітний в даному випадку буде надлишковим.
Приклад розрахунку плитного фундаменту
Що необхідно, щоб правильно виконати розрахунок плитного фундаменту: приклад.
Розрахуємо плитний фундамент для побудови каркасного будинку 6 на 8 метрів. з міжкімнатними перегородками з гіпсокартону загальною площею 70 квадратних метрів, дахом з металевою крівлею площею 80 кв. м.
Міжповерхові перекриття - дерев'яні, площею 40 кв. м. Снігове навантаження - 50 кг / кв. Тип грунту - суглинок.
Керівництво з проектування плитних фундаментів на увазі наступний порядок розрахунку:
- Питомий опір грунту P - 0,35 кг / см2.
- Робимо розрахунок загального навантаження всієї будови на монолітну плиту фундаменту, P:
- Стіни: 48 м (довжина по периметру) * 2,5 м (висота стін) * 50 кг / м2 (табличне значення навантаження стіни каркасного будинку) * 1,1 (коефіцієнт надійності з таблиці) = 6600 кг;
- Перегородки: 70 м2 (загальна площа) * 35 кг / м2 (з таблиці) * 1,2 (коефіцієнт надійності) = 2940 кг;
- Перекриття: 40 м2 * 150 кг / м2 * 1,1 = 6600 кг;
- Дах: 80 м2 * 60 кг / м2 * 1,1 = 5280 кг;
- Корисне навантаження: 48 м2 * 150 кг / м2 = 7200 кг Євро;
- Снігове навантаження: 80 м2 * 50 кг / м2 = 4000 кг;
- Загальне навантаження всієї будови. M1: 32620 кг, або P = 32620кг / 480000 см2 = 0,07 кг / см2.
- Знаходимо різницю Δ: Δ = 0,35-0,07 = 0,28 кг / см2. Ця та навантаження, яку може надавати фундамент на грунт без якихось наслідків.
- Маса підстави М2: 0,28 кг / см2 * 480000 см2 = 134400 кг.
- Товщина плити залізобетону, t: (134400 кг / 2500кг / м3) / 48 м2 = 1,12 м.
Як можна відразу помітити, загальне навантаження каркасного будинку на плиту дуже мала і становить менше 10% допустимої в даному випадку. У цьому причина великого результату. Варто подумати про монтаж стрічкового фундаменту, який буде набагато економічніше.
Якою має бути товщина плитного фундаменту в цьому випадку? Для будівництва такого каркасного будинку розмірами 6 на 8 метрів досить мінімальної товщини плити в 20 см при відстані між рядами арматури в 10 см.
Навантаження на грунт в разі використання плити товщиною 0,2 м становитиме:
- М = 0,2 м (товщина бетону) * 48 м2 (площа підстави) = 9,6 м3 (обсяг плити);
- 9,6 м3 * 2500 кг / м3 = 24000 кг (маса плити);
- 24000 кг + 32620 кг = 56620 кг (загальна маса підстави і вдома);
- 56620 кг / 480000 см2 = 0,12 кг / см2 (загальне навантаження підстави і вдома на грунт).
При максимально дозволеної навантаженні в 0,35 кг / см2 фактичне навантаження складе 0,12 кг / см2. Яка товщина плити фундаменту повинна бути? Звідси робимо висновок, що монолітної залізобетонної плити товщиною в 20 см буде більш ніж достатньо для побудови каркасного будинку з вибраними параметрами.
глибина закладення
Глибина залягання підстави з монолітної залізобетонної плити не так сильно впливає на виконання ним своєї основної функції, як дана характеристика у інших типів опор.
Проте визначення глибини закладення плитних фундаментів мілкого і глибокого закладення може варіюватися в залежності від декількох факторів:
- від глибини промерзання грунту;
- від типу грунту;
- від загального навантаження на грунт;
- від рівня грунтових вод.
Висота котловану і товщина монолітної плити фундаменту для різних типів грунтів вказана у відповідних нормативних документах, наприклад, СНиП 2.02.01-83 і СНиП IIБ.1-62.
Нижче наведені зразкові рекомендації при монтажі:
- Висота піщаної-щебеневої подушки. Товщина може коливатися від 15 до 60 см і залежить від глибини промерзання грунту в даній місцевості і типу грунту. Якщо глибина промерзання грунту більше одного метра, рекомендується насипати 40-45 см піску і 15-20 см щебеню. Загальна товщина складе 60 см. Якщо ж глибина промерзання від 50 до 100 см, досить подушки загальною товщиною 30-40 см.
- Товщина шару теплоізоляції повинна бути не менше 10 см в теплих регіонах і 15 см в північних. Тут необхідно враховувати, що чим вище вологість грунту, тим товщі повинен бути теплоізоляційний шар.
- Висота залізобетонного підстави не повинна бути менше 15 см. Такий шар використовується при будівництві одноповерхових каркасних будинків або господарських будівель. При зведенні цегляного або монолітно-бетонного будови товщину шару рекомендується робити 25-30 см.
Таким чином, розрахунок глибини залягання і товщини проводиться індивідуально на конкретно вибраній ділянці. Для північних районів з нестабільними ґрунтами необхідний котлован глибиною 80-100 см при загальній товщині підстави в 100-120 см, для будівництва на стабільних грунтах в теплих або помірних кліматичних умовах досить глибини 30-40 см при товщині «пирога» в 50-60 см .
Важливо! На скельних стабільних грунтах глибина залягання мінімальна і може становити 20 см.
кількість арматури
Розрахунок кількості арматури для плитного фундаменту - ще один необхідний параметр: підбираються розмір і кількість необхідної арматури в залежності від товщини залізобетонної плити.
Згідно СНиП, при висоті плити до 15 см використовується один ряд арматурної сітки, від 15 см до 30 см - два ряди, понад 30 см - три і більше рядів.
Для залізобетонних підстав використовується арматура діаметром 12-16 мм, найчастіше 14 мм. Поперечні з'єднання рядів виробляються за допомогою прутків діаметром 8-10 мм.
Крок арматури може бути різним, залежно від того, яка товщина плити фундаменту: до 25 см використовують крок 15 см, якщо товщина плитного фундаменту понад 25 см - 10 см.
Фундамент плита: розрахунок товщини і інших розмірів арматури для плити товщиною 20 см при кроці в 150 см і діаметрі прутів в 12 мм для заснування розмірами 6 * 8 м на конкретному прикладі:
- Довжина стержнів складе 6 м і 8 м відповідно.
- Кількість стрижнів по ширині: 6 м / 0,15 м (крок арматури) * 2 (шару) = 80 шт.
- Кількість стрижнів по довжині: 8 м / 0,15 м * 2 = 106 шт.
- Сумарна довжина стрижнів: 80 шт * 8 м + 106 шт * 6 м = 640 м + 636 м = 1276 м.
- Загальна маса матеріалу: 1 276 м * 0,888 кг / м (з довідника) = тисяча сто тридцять три кг.
Важливо! При закупівлі матеріалів завжди необхідно враховувати запас в 5-10% від необхідної кількості. Це позбавить від витрати часу на відвідування магазинів в процесі будови.
В процесі будівництва житлового будинку необхідно проводити приблизний розрахунок навантаження на монолітну плиту фундаменту. Це не таке складне завдання. як може здатися на перший погляд. Витративши деякий кількість часу на обчислення в процесі планування, можна не тільки набути впевненості в надійності споруди, а й істотно заощадити на матеріалах.