Расчет плитного фундамента загородного дома

Если грунт на участке, где производится строительство загородного дома, не отличается однородностью и имеет ряд неприятных особенностей, наилучшим решением будет использование технологии возведения плитного основания. Несущая способность данных оснований велика, они способны выдерживать очень большие нагрузки.

Схема плитного фундамента: 1 – стены здания- 2 - монолитная армированная плита фундамента- 3 - ребра жесткости.

Но, чтобы иметь представление о предстоящих затратах, необходимо произвести расчет плитного фундамента, на основании которого осуществляется закупка необходимых строительных материалов.

Особенности применения основания из плит

Плитный фундамент представляет собой монолитную плиту с армированием, уложенную на толстый, от 10 до 30 см, слой песка или щебня. При этом песчаная подушка должна быть хорошо утрамбована. Железобетонные плиты могут быть немного заглублены в почву или находятся на ее поверхности. И в том и в другом случае стандартная толщина основания обычно не превышает 40 см.

Схема армирования плитного фундамента.

Фундаменты из армированных плит обычно обустраиваются на слабых грунтах. Они могут состоять из 1-го или нескольких монолитных элементов, скрепленных друг с другом. Крепление производится при помощи бетонной стяжки. Сплошные фундаменты возводятся, если:

отмечается высокое залегание подземных вод;
почва в месте постройки отличается пучинистостью, высоким уровнем просадки или подвижностью;
осуществляется строительство небольших одноэтажных объектов.

При этом плитные основания не только значительно облегчают процесс строительства, но и придают постройкам высокую прочность и долговечность. Вместе с тем отмечаются такие недостатки фундаментов данного вида, как высокая себестоимость, трудоемкость, необходимость приобретения большого количества материалов. При учете вышесказанного расчет фундамента из монолитных плит выглядит необходимым и обоснованным мероприятием, за счет которого удастся избежать лишнего расхода финансовых средств.

Как производится расчет оснований плитного типа

Чтобы правильно выполнить расчет, необходимо знать, что представляет собой плитный фундамент. Это слоеный пирог, состоящий из различных строительных материалов. На грунт укладывается тщательно утрамбованная подушка из песка или гравия, затем она покрывается слоем геотекстильного материала, который заливается небольшим количеством бетонного раствора. На бетонную основу укладываются гидроизоляционные материалы. Венчает всю конструкцию непосредственно монолитная плита, основой в которой является сетка из металлической арматуры.

Армирование в фундаментах данного вида - это обязательный процесс, обусловливающий надежность и долговечность основания. Производя расчет стройматериалов для возведения здания, нельзя экономить на арматуре, иначе вы рискуете получить результат, далекий от ожидаемого.

Способы расчет арматуры

Схема монтажа плитного фундамента глубокого заложения.

Расчет необходимого количества арматуры производится на основании исходных данных. При этом по умолчанию считается, что армирование должно иметь 2 равных между собой пояса. Как правило, вначале высчитывается количество материала для 1-го пояса, затем оно умножается на 2.

За основу можно взять следующий пример:

Длина фундамента составляет 10 м, значит, арматура будет проходить по длине около 980 см. Это объясняется тем, что с каждой стороны основания должно остаться около 10 см без армирования. В ином случае прутья арматуры будут торчать из стен.
Ширина основания составляет 5 м, значит, длина арматуры будет равна 480 см.
Общепринятый шаг арматурного каркаса составляет 20 см, что говорит о том, что прутья каждой ячейки должны лежать на расстоянии 20 см друг от друга.

Вышеуказанные данные позволяют произвести расчет необходимого количества прутьев арматуры:

980 см : 20 = 49 прутьев. К указанному числу следует прибавить еще 1 прут, так как при армировании прутья закладываются по всему периметру основания. Каждый прут должен иметь длину, равную высчитанной длине арматуры по ширине дома, - 480 см;
480 см х 50 = 24000 см. Это число указывает, какой должна быть длина всех прутьев для проведения армирования дома согласно планируемой длине основания;
480 см : 20 = 24 прута. Аналогично предыдущему расчету прибавляем к частному еще 1 прут. Каждый из прутьев должен иметь длину, равную 980 см;
980 см х 25 = 24500 см. Такую общую длину должны иметь прутья арматуры для армирования плитного фундамента по его ширине;
24000 см + 24500 см = 48500 см или 485 м. Именно столько материала потребуется для обустройства 1 пояса сетки.

Схема утепленной монолитной фундаментной плиты.

Для того чтобы рассчитать, какое количество металлических прутьев потребуется для обустройства 2-х поясов, необходимо 485 м х 2. Итого для создания арматуры необходимо 970 м прутьев.

После этого можно высчитать, какое количество арматуры необходимо для обустройства вертикальных перемычек между 2-мя поясами. По умолчанию предполагается, что каждая перемычка располагается на расстоянии 20 см друг от друга, при этом расстояние между поясами равно 13 см. Если перемычки будут располагаться в каждом шаге арматуры, их потребуется 50 шт. по длине и 25 шт. по ширине в каждом ряду.

Можно вычислить общее число требуемых перемычек:

50шт. х 25шт. = 1250 шт.

К длине каждой перемычки необходимо прибавить еще 2 см для вязки:

13 см + 2 см = 15 см

Затем можно рассчитать длину требуемых для обустройства перемычек прутьев:

1250 шт. х 15 см = 187500 см или 187,5 м

Необходимо сложить оба показателя:

187,5 м + 970 м = 1157,5 м.

Учитывая, что какое-то количество арматуры расходуется на спил, следует полученное число умножить на 3%:

1157,5 м х 3% = 1192 м

Столько погонных метров металлической арматуры потребуется для армирования плитного фундамента.

Способы расчета бетонного раствора

Таблица расчета материалов для плитного фундамента.

Расчет бетона, требуемого для обустройства плитного основания, необходимо производить в его массе или объеме. Чтобы залить основание с размерами 10 м х 5 м, потребуется:

10 м х 5 м х 0,3 м = 15 м3 бетонного раствора (0,3 м - это высота выполненной из бетонной смеси отливной части фундамента).

На основании этих расчетов можно узнать, сколько необходимо бетона в кг:

Средняя плотность бетонной смеси, применяемой для заливки фундаментов, составляет около 2500 кг на 1 м3 - 15 м3 х 2500 кг = 37500 кг

Таким образом, для заливки основания плитного фундамента с указанными размерами потребуется 37500 кг бетонного раствора. Но необходимо учитывать, что, как правило, потери при работе с бетонной смесью достаточно велики, поэтому следует приобретать материал с запасом не менее 3-4%.

Правила расчета на прочность

Часто при расчете фундаментов данного вида используется еще один метод, называемый методом расчета на прочность. За основу в расчете берется способность основания удержать массу строения. Начинать такой расчет необходимо с установки сопротивления грунта в месте строительства. То есть следует выяснить, какую массу способен выдержать 1 м2 почвы, не дав при этом просадки. Так, например, обычный крупнозернистый песок имеет показатель сопротивления в 4 кг.

Когда уровень сопротивления почвы установлен, высчитывается масса будущей постройки, включая и вес самого основания. Затем необходимо рассчитать площадь фундамента и количество килограммов, приходящихся на каждый его см2. Затем производится сравнение максимально допустимой строительными нормами и высчитанной массы. Основание считается пригодным, если давление постройки на точку опоры меньше показателя сопротивления почвы. Если давление постройки выше, необходимо уменьшить ее массу.

Правильный расчет монолитной плиты позволит оснастить загородный дом качественным фундаментом. Большие финансовые и физические затраты с лихвой окупятся долгим сроком службы и надежностью основания.