Рассчитать плиту под дом. Как выполнить правильный расчет плитного фундамента

Технология строительства индивидуальных домов на плитном основании привлекает своей простотой и понятностью. Но часто не только новичка, но и бывалого строителя ставит в тупик вопрос о толщине перекрытия фундамента. Проблема тут серьезная и отчасти даже психологическая.

Огромную роль тут играет точность расчетов, которую, как оказывается, очень сложно обеспечить.

Сложности проектирования основания

На фундамент действует одновременно несколько сил, каждая из которых представляет определенные сложности при анализе.

Во-первых, нагрузка самого здания. Можно приблизительно посчитать вес «коробки», крыши, перекрытия, снеговой нагрузки.

Но предугадать количество и массу техники, мебели в доме не позволит никакая технология.

Невозможно также сказать, какая комната будет нагружена сильнее, а какая - слабее, в какую сторону фундамента, соответственно, будет перекос.

Во-вторых, свойства грунта под основанием. Можно весьма приблизительно оценить его несущую способность, пучинистость, теплопроводность.

Сказать, где почва будет проседать, а где - выпирать и давить на фундамент снизу, не сможет никто.

1. В-третьих, неоднородна и сама плита. Фундамент только представляется монолитом, но в нем тоже могут возникать внутренние напряженности из-за неравномерности затвердевания, влажности, температуры.

Совокупность этих неопределенных факторов заставляет делать расчет с большим запасом - трех-четырехкратным. Иногда и больше.

Факторы, влияющие на выбор высоты основания

Подбирая мощность перекрытия, приходится брать во внимание такие параметры:

Какой размер следует выбрать?

Расчеты фундамента очень сложны, им посвящены огромные учебники. Не всякий дипломированный инженер способен грамотно просчитать фундамент.

Сегодня в большинстве случаев архитекторы и проектировщики не производят подсчета самостоятельно, а доверяют это нудную работу компьютеру.

Специализированные программные комплексы позволяют достаточно точно определить нужную мощность слоя бетона. Если у вас есть знакомые, использующие строительные версии CAD, то лучше всего обратиться к ним за помощью в расчете перекрытия.

Использование NanoCad для проектирования основы зданий

Или же довериться на авось и использовать решение с трех-четырехкратным запасом прочности. По грубым прикидкам для бани, сарайчика, легкого гаража вполне достаточно плиты в 10-15 сантиметров. Дом из легких материалов - дерева, сэндвич-панелей, газобетона - хорошо подойдет фундамент в 20-25 сантиметров.

Для трех-четырехэтажного коттеджа из бетона или кирпича с толстыми балками перекрытия может не лишним будет слой в 25-30 сантиметров. Если грунт отличается сильной пучинистостью, то стоит добавить к приведенным цифрам еще 5 сантиметров.

Есть несколько моментов, которые нельзя забывать при закладке фундамента:

Характерная ошибка при постройке дома на монолитной плите. Закладывается фундамент ниже уровня промерзания, возводятся стены и кровля, затем готовая коробка остается зимовать.

Зимой почва под плитой промерзает из-за отсутствия обогрева и утепления и весной в основании появляется трещина.

Если строительные работы невозможно выполнить за один сезон, то толщину перекрытия фундамента следует рассчитывать, как будто бы он располагался выше уровня промерзания.

Фундаменты могут быть абсолютно разными, он могут отличаться по основному материалу, конструктивным особенностям и методу заливки. Монолит – один из самых надежных фундаментов, выдерживающий огромные нагрузки, перепады температуры и суровый климат.

Что такое монолитный фундамент

Как и другое фундаментальное строение, он предназначен для опоры будущего дома, но его обустраивают из монолитных железобетонных конструкций. Из монолита можно оборудовать свайный, плиточный или ленточный фундамент, он нашел применение не только для строительства частных домов, но и для крупных промышленных строений.

Такой фундамент сможет выдержать просто огромные нагрузки, и не пострадает от веса конструкции. Он сможет перемещаться вместе с грунтом, оставляя незыблемым само строение, его не подмоет во время паводка и не выпрет от промерзшей почвы.

В монолите задействован бетон, а он может только сжиматься. И его использование обосновано для пучинистых или песчаных грунтов, где водоносный слой расположен слишком близко. Конечно, если грунт под будущий дом нормальный, то обустраивать подобный фундамент под легкие каркасные или бревенчатые дома – необоснованная роскошь. Здесь можно обойтись простым ленточным основанием неглубокого расположения.

Это очень прочное и долговечное основание, хотя сам технологический процесс несложный.

Факторы, влияющие на выбор высоты основания

Основание монолитного фундамента обычно укладывают исходя из нужд владельца: если будет подпол или гараж, то размеры увеличиваются.

Монолитный фундамент – самый надежный, но дорогостоящий проект , и если местность отличается плохой сейсмостойкостью, то высоту придется увеличивать. Но учитывая то, что его полезная площадь будет использоваться под другие хозяйственные нужды, для которых в других случаях нужно затевать отдельную стройку, то себестоимость окупается. В нем можно оборудовать не только подвал для хранения сельхозпродукции, но и обустроить отопительное оборудование, что позволит жилую площадь по назначению. Тогда высота также будет большой, расчеты нужно проводить исходя из параметров оборудования.

Что же касается деревянных домов, то в этом случае нужно обустраивать высокий фундамент: чем выше строение поднято, тем меньше оно сможет пострадать от грунтовых вод и весенних или осенних разливов.

Возведение дома на гористой местности может породить разую высоту фундамента: со стороны склона она может быть выше, а к плечу – меньше. Так происходит потому, что сам фундамент следует оборудовать в одной плоскости, на холме или в горах добиться этого можно только из разности высот основания.

Саму монолитную платформу рассчитывают исходя из условий грунта, прохождения подземных вод и глубины промерзания. Лучше обратиться к специалисту, он учтет все эти факторы и сделает правильный проект.

Подушка под основание

Допускается изготовить целостную монолитную подушку или сборную, из отдельно плотно прилегающих плит. Поэтому сборную можно подобрать из уже готовых изделий, и купить нужное количество исходя из предварительного расчета.

Монолитная подушка более дорогостоящая , изготавливается по индивидуальным размерам, а при расчете их рассчитывают в большую сторону.

Сам расчет производят по ширине и армированию. Чтобы узнать ширину изделия, следует учесть массу строения и свойства грунта. Например, из проектной документации стена имеет массу 8т/1м. Из геологических изысканий нам известно, что 1 см 2 грунта способен выдержать 1 кг. Исходя из этого, ширина равна: 80кг/1м: 1кг/1см 2 . = 0,8 метра.

Теперь об армировании. Оно делается из арматурной проволоки диаметром около 12 мм, и с ячейками в 200 мм. Нижний край сетки должен отступать примерно на 0,7 м, а верхний – на 40.

Под плиту укладывают слой песка от 80 см до метра, хорошо утрамбовывают. На него заделывают опалубку из досок 2-х метровой длины в 30 см.

Заливают бетонной смесью, дают хорошо просушиться, затем опалубку убирают и монолит обрабатывают гидроизоляционными материалами.

Как рассчитать толщину для плиты фундамента

Конечная толщина монолитного фундамента вычисляется исходя из основополагающих параметров:

• Величины глубина промерзания;
• Характеристики грунта;
• Близость подводных артерий.

В основном высчитывают окончательную толщину путем прибавления 60 см к величине промерзания. В случае неустойчивости почвенного покрова делают сплошную плиту, но за основу берутся другие показатели.

Величины закладки арматурных штырей, отступа сетки и защитного слоя. Например, промежуток для закладки сетки равен 7 см, отступ – 5 см, размер штырей – 1,2 см. исчисляем конечную толщину: 7+5х2+ 1,х4= 218, округляем до 220 мм.

Инструкция

Начинать закладку монолитного фундамента следует с разметки, причем основание должно быть идеально ровное. Для этого:

1. Снимите подручным материалом верхний слой грунта, выровняйте основание при помощи нивелира.
2. Засыпаем дренажную подушку под будущий монолит: песок и щебень общей высотой около 12 см. отдельно следует утрамбовать щебень, а потом песок. Подушку равномерно поливаем водой.
3. На этом этапе можно провести необходимые коммуникации, канализацию.
4. Теперь можно переходить к стяжке плиты: обработка бетонной смесью и битумной смолой.
5. Обработать плиту гидроизоляционным слоем из любого подходящего для этих работ материала. Швы спаивают лампой или горелкой. Обратите внимание: слой должен свисать с монолита на 50-70 см, так преследуется и вторая цель: защита боков фундамента.
6. Это необязательное, но желательное действие: утеплить основу монолитного фундамента. Можно использовать долговечные материалы из пенопласта.
7. Теперь нужно оборудовать опалубку: в нее устанавливаются арматурные штыри, диаметром около 15 мм, и ячеистая сетка с размером ячеек около 20 мм. Нижний край сетки следует опустить от плиты вниз примерно на 5 см, а верхний поднять на то же расстояние.
8. Подготовительные работы окончены, можно заливать бетонной смесью монолит.
9. После полного высыхания опалубку снимают, а в целях гидроизоляции ее покрывают защитным слоем.

Конечно, обустройство монолитного фундамента наиболее сложный, по сравнению с другими типами, и несоблюдение порядка и последовательности может привести к плачевным результатам. Но если все сделать правильно, с соблюдением наших советов, то остальных проблем с перекосом окон и дверей у вас не будет никогда.

Пример расчета

Например, вы хотите изготовить монолитную плиту с параметрами 9х9 метров. Итоговая площадь- 81 м, теперь можно посчитать количество гидроизоляционного материала, его, как правило, требуется в два раза больше от исходного размера. Нужно еще дополнительно учесть нахлесты, прибавить к 81+81 =2 метра.

Теперь про сетку из армированных прутов: через каждый метр потребуется установка арматуры с шагом в 15 см: 9:6=60 штук, их потребуется вдвое больше: для укладки поперечных и продольных линий. Необходимо уложить 120 прутков в два слоя=240 штук.

Проволоку высчитываем так: размер квадрата 60х60, нужно вдвое больше = 7200 квадратных листов сетки.

Расчет необходимого бетона. Для этого высчитываем объем: 9х9х30(высота плиты)=24, 3 кубических метров. Необходимо учесть процент усадки-1,02. Итог -24,3х1,2=24,8. Округляем до 25 кубических метров.

Общий расчет стоимости монолитного фундамента

1. На разработку 10 соток под фундамент, учитывая работы экскаватора, потребуется примерно 750 рублей.
2. На зачистку в режиме ручного труда – 500 рублей.
3. На засыпку и утрамбовку -500.
4. С использованием механизированного оборудования для утрамбовки -71,5 тыс.
5. За укладку и подготовку сетки -98 тыс.
6. За оклейку слоя гидроизоляции и сварку швов -700 рублей.
7. Цементно-песчаная стяжка – 91 тысяча.
8. Работы по формированию монолитного фундамента, сборку и разборку деревянной опалубки – 535 тыс.
9. Стоимость арматурных штырей – 22 тыс.+14 тыс.
10. За обустройство подвального помещения – 430 тыс.
11. Работы по утеплению – 104 тыс.

Из простого арифметического действия можно понять, что приблизительно за полный комплект всех работ придется заплатить около 2,8 млн. рублей. Но эта сумма окупится, учитывая то, что не нужно будет ежегодно проводить коррекцию фундамента из-за его передвижения.

Устройство монолитной плиты в качестве базы под строящийся дом является наиболее надежным видом основания. Чтобы провести правильный расчет плитного фундамента, необходимо знать специфику работ по его организации, тип грунта на участке строительства, а также обладать некоторыми данными о характеристиках будущего здания.

Если при строительстве дома необходима максимальная надежность на нестабильном грунте, монолитный фундамент идеальный вариант.

Логика подсказывает, что прежде чем начать строительство, необходимо спроектировать дом и вычислить нагрузки на фундамент.

Обычно этим занимаются в проектном бюро, и выдают уже готовые габариты устройства основания. Если вы решили провести расчет фундаментной плиты самостоятельно, ознакомьтесь с основными этапами вычислений.

• тип почвы, глубины промерзания грунта;
• массу будущего строения и площадь его соприкосновения с фундаментом;
• вес возможных переменных нагрузок: снег, мебель, людская проходимость.

Особенность данного типа конструкции в том, что при строительстве на песчаных грунтах вес плиты не включается в общую массу дома, на глинистых почвах включают половину веса плиты, а на плывучих грунтах в расчет принимается вес строения с полной массой монолитного основания.

Выяснив или вычислив необходимые значения и не получив при этом противопоказаний к устройству монолита, переходим к расчету толщины плитного фундамента.

Определение толщины монолитной плиты основания

Как правило, при частной застройке принимаются усредненные величины. Для наиболее распространенных видов конструкций они указаны ниже

При этом данные значения справедливы:

• для грунтов с нормальной несущей способностью;
• диаметр прутка армирования для легких строений 10 мм;
• диаметр горизонтального стержня для двухэтажных строений 12-16 мм;
• размер стороны ячейки сетки армирования 0,1 м;
• вертикальный прут берется размером 8 мм.

Если здание не подходит под типовые данные, можно воспользоваться онлайн калькулятором.

Армирующую сетку в монолитных плитах фундамента не принято сваривать. Чаще её вяжут специальной проволокой, что дает дополнительную гибкость основанию.

Глубина залегания основания

Плитный фундамент принято относить к мелкозаглубленным. Как правило, верхний уровень заливки выводится вровень с поверхностью почвы. Исключения бывают в случае обустройства подвальных помещений в домах с монолитным плиточным основанием, в таких случаях плиту опускают на высоту подвального этажа с учетом толщины монолитной плиты самого основания.

В остальных случаях после расчета толщины плиты фундамента высчитывают глубину выемки грунта для котлована. Данная величина складывается из следующих показателей:

1. Песчаная подушка. Высота одного слоя песка 0,15 м, обычно выкладывают не менее 2 слоев, каждый тщательно утрамбовывая.
2. Подбетонная основа. Выполняется с целью выравнивания поверхности и для гидроизоляции, чтобы предотвратить утечку молочка из бетона монолитной основы. Для двухэтажного дома минимальная толщина подбетонки 0,07 м.
3. Гидроизоляция рубероидом в 2 слоя крест-накрест.

Путем несложных вычислений получаем минимальное значение глубины котлована для двухэтажного кирпичного дома: 0,15+0,15+0,07+0,3= 0,67 м.

Материалы для плиты

Арматура для фундамента должна быть не менее 8 мм в диаметре

Расчет толщины плитного фундамента необходим для того, чтобы понять количество материалов для его устройства, а значит – его стоимость в целом. На примере разберем порядок вычисления объемов стройматериалов.

Для строительства двухэтажного дома 7 на 8 м производится устройство:

• песчаной подушки в два слоя толщиной 0,3 м;
• подбетонки из раствора марки В7,5;
• фундаментной монолитной плиты толщиной 0,3 м из раствора марки М20,
• с объемным армированием стороной сетки в 0,2 м из 14- го горизонтального прутка и диаметра вертикальных стержней 8 мм.

Бетонное основание должно быть шире дома на 0,2 м с каждой стороны. Таким образом площадь основания составит: 7,2*8,2=59,04 м2.

• Объем бетона марки В7,5 для подбетонки: 0,07*59,04= 4,13 м3;
• Объем бетона марки В20 для плиты: 0,3*59,04= 17,7 м3;
• Количество песка: 0,3*59,04+30% = 23,02 м3;
• Арматура 14 мм: 7,2/0,2=36 стержней в одном направлении длиной 8,2-0,06= 8,14 м; 36*8,14=293 м. 8,2/0,2= 41 прут в другом направлении длиной 7,2-0,06=7,14 м, 41*7,14=292 м. Количество армированного прутка 14 диаметра 585 м для одного слоя и 1170 м для объема. Вертикальный прут будет по высоте 0,3-0,06=0,24 м при шаге в 0,2 м их количество 36*41=1476 шт. 0,24*1476= 354 м.
• Гидроизоляция 2*59,04+10%=130 м2. Подробнее о плитном фундаменте смотрите в этом видео:

Не трудно перевести металл в тонны, но при покупке прутка вы не знаете, какая погрешность была при выпуске арматуры, поэтому не ориентируйтесь на вес, запрашивайте стоимость за 1 метр погонный.

Не уверены в своих знаниях, доверьте расчеты профессионалам. Ошибки, допущенные на этапе проектирования, сложнее всего исправить: вместо экономии можно получить увеличение затрат.

• Способы расчет арматуры
• Способы расчета бетонного раствора
• Правила расчета на прочность

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

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. 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 выглядит необходимым и обоснованным мероприятием, за счет которого удастся избежать лишнего расхода финансовых средств.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

Способы расчет арматуры

Иногда при планировании постройки собственного дома обстоятельства складываются таким образом, что привычная, надежная и относительно недорогая схема ленточного фундамента становится попросту невозможной. Обычно к таким заключениям приходят в тех случаях, когда оценка состояния грунтов на участке говорит об их недостаточной несущей способности или выраженной склонности в морозному вспучиванию. Можно, конечно, закладывать глубокую ленту, опуская ее подошву ниже уровня промерзания грунта, но это чрезвычайно осложняет проект и приводит к большому удорожанию его реализации. Кроме того, этому может помешать и слишком близкое расположение подземных водоносных горизонтов. В качестве альтернативы рассматривают вариант возведения плитного фундамента неглубокого заложения.

У этого типа фундамента есть еще одно расхожее название – «плавающий», которое довольно точно характеризует его особенности. Действительно, равномерное распределение нагрузки от здания и массы самой плиты по большой площади приводит к тому, что удельное давление получится минимальным, и железобетонное основание здания как будто «плавает» на поверхности, не осаживаясь вглубь и повторяя сезонные вертикальные колебания грунта. Но это значимое преимущества лишь тогда раскрывается в полной мере, когда размеры плитного фундамента, и, в частности – его толщина, соответствуют и реальным условиям эксплуатации здания, и параметрам постройки, возведенной на таком основании.

Давайте поближе разберемся в этом вопросе: плитный фундамент расчёт толщины, в зависимости от условий участка под строительство, и от специфики планирующегося к возведению здания.

Чтобы понять, на чем основан расчет толщины плитного фундамента, для начала необходимо разобраться с принципом его обустройства. Дело в том, что это не просто монолитная железобетонная плита, уложенная на грунт, а целая совокупность слоев из различных материалов, каждый из которых по-своему важен.

В первую очередь на месте строительства обязательно выбирается насыщенный органикой плодородный слой почвы, с тем, чтобы дно котлована под фундамент достигло несущего слоя грунта (поз.1 ). После выкапывания дно котлована выравнивается в черновую и трамбуется.

«Плавающая» плита должна расположиться практически на поверхности, с небольшим, обычно в 100÷200 мм заглублением. А это значит, что выбранный плодородный грунт должен быть чем-то замещен. Эту роль выполняют песчаные и гравийные (щебёночные) подушки. А их, в свою очередь, во избежание заиливания и перемешивания с грунтом, целесообразно отделить слоем геотекстиля (поз.2 ).

Расположение песчаного (поз.3 ) и щебёночного (поз.4 ) слоев может различаться, в зависимости от конкретных условий. Так, при глубоком (глубже двух метров) расположении поверхностных водоносных слоев обычно применяется нижняя песчаная «подушка» толщиной порядка 400 мм, затем щебёночная или гравийная. Если же уровень грунтовых вод располагается выше, то оптимальным решением становится нижняя засыпка гравия (щебня) – чтобы свести до минимума капиллярное «подсасывание» влаги снизу. А затем засыпается песчаная подушка, которой выравнивают поверхность, доводя ее до уровня расположения бетонной подготовки.

Одним словом, комбинации могут быть разные. Но что является обязательным в любом случае – это послойная засыпка с очень тщательной трамбовкой каждого из слоев (вручную качественно это выполнить не удастся – потребуется применение виброплиты). Кстати, нередко между слоями песка и гравия (щебня) также прокладывают слой геотекстиля, предотвращающего взаимопроникновение материалов и дающего определённый эффект армирования этих утрамбованных слоев.

При качественном исполнении этих «подушек» они способствуют максимально равномерному распределению нагрузок от плиты на грунт, становясь подобием «демпфера», в переделённой степени гасящего сезонные колебания грунта.

Так как поверх «подушек» будет заливаться раствор, их сверху необходимо прикрыть слоем гидроизоляции (поз.5 ). В этих целях на данной этапе можно применить обычную техническую полиэтиленовую пленку толщиной не менее 200 мкм. Это еще не основной гидроизоляционный барьер – сейчас задача просто удержать влагу в слое бетонной подготовки до ее созревания.

Поз. 6 – это как раз сама бетонная подготовка (ее часто называют «подбетонкой»). Она представляет собой залитый и выровненный слой тощего бетона (обычно достаточно марочной прочности М100). Толщина подбетонки в пределах 50 ÷ 100 мм, в армировании она не нуждается, так что слишком дорогим ее создание не выглядит. Нередко в целях экономии это слой исключают, и совершенно напрасно – бетонная подготовка позволяет выполнить высококачественную, гарантированно надежную гидроизоляцию, создает ровную поверхность под утепление фундаментной плиты.

Основной слой гидроизоляции (поз.7 ) – главный барьер от проникновения влаги к фундаменту снизу. Практика показывает, что лучший вариант для такого барьера – это не менее двух слоев полимер-битумных рулонных материалов, уложенных на подбетонку с соблюдением технологических правил монтажа подобной гидроизоляции.

Для дальнейших расчетов и проектирования здания важно получить точную картину. Дело в том, что каждый из типов грунтов обладает собственной несущей способностью. По своей физической сути – это сопротивление нагрузке, выпадающей на единицу площади. Понятно, что при проведении расчетов всегда принимают во внимание, что давление, вызванное суммарной массой дома и самого фундамента, с учетом временных динамических и статических (например, ветровых и снеговых), эксплуатационных (люди, имущество, мебель и т.п.) нагрузок не должно превысить несущей способности грунта, на который опирается фундамент.

Для примера – таблица со значениями расчетных сопротивлений нескольких распространенных типов грунтов.

Тип несущего грунта на участке строительства	Сопротивление грунта
	кгс/см²	кПа
Гравий, щебень, крупнообломочные грунты	5,0÷6,0	500÷600
Пески крупные и гравелистые	3,5÷4,5	350÷450
Пески средней крупности	2,5÷3,5	250÷350
Плотные пески мелкой или пылеватой фракции	2,0÷3,0	200÷300
Пески мелкой или пылеватой фракции, но средней плотности	1,0÷2,0	100÷200
Супеси, твердые и пластичные	2,0÷3,0	200÷300
Суглинки, твердые и пластичные	1,0÷3,0	100÷300
Глины твердые	3,0÷6,0	300÷600
Глины пластичные	1,0÷3,0	100÷300

Казалось бы – все просто. Но вот именно для плитного фундамента подобный подход должной степенью объективности не отличается. Как уже говорилось, большая площадь опоры сводит возможные нагрузки на грунт к минимуму, и особо переживать за то, что будет превышено предельное сопротивление грунта – не приходится. И чтобы более наглядно оценить картину, лучше принимать во внимание так называемое оптимальное удельное давление. Этот параметр рассчитан специалистами в области строительства специально для плитных фундаментов и для различных типов грунтов. Если давление от здания на грунт будет в пределах этого «оптимума» или незначительно отличаться от него, в диапазоне, скажем, не более плюс-минус 25%, то можно быть уверенным в том, что плитный фундамент в полной мере выполняет свою функцию и раскрывает все свои преимущества.

Это позволяет избежать крайностей. Слишком тяжёлая комбинация «плита +дом» со временем обязательно начнет постепенно погружаться в грунт. Но ничего хорошего не обещает и другая крайность – когда нагрузка на грунт становится недопустимо малой. Мало приятного будет, если постройка станет чутко (как «поплавок» в воде) реагировать на милейшие колебания грунта, то есть покажет себя из-за легкости чрезмерно «плавающей». Например, неравномерное оттаивание земли весной на северной и южной стороне дома в такой ситуации запросто может привести к перекашиванию плиты, а значит – и всего здания в целом, что может закончиться появлением трещин или иных деформаций.

Одним словом, необходимо максимально точно приблизиться к значению оптимального удельного давления. Величины этого параметра для разных грунтов показаны в таблице ниже:

Даже на беглый взгляд заметно, что количество строк здесь уже меньше. Ничего странного – на целом ряде грунтов с высокой несущей способностью возведение плитного фундамента становится совершенно неоправданной затеей, так как достаточно будет значительно более дешевой ленточной схемы.

Кроме того, в таблице жирным шрифтом выделены две строки. В обоих этих случаях рекомендуется провести более тщательный анализ, в том числе и экономический, иных имеющихся вариантов строительства.

• Супеси выделены оттого, что с большой долей вероятности на них также возможно использование более простого и дешевого ленточного фундамента.
• Твердые глины – это весьма обманчивый тип грунта. При резком переувлажнении (например, сильный паводок, аномально затянувшиеся дожди, изменения в положении водоносного слоя и т.п.) их структура и, следовательно, сопротивление нагрузке могут претерпевать существенные изменения в сторону потери несущей способности. То есть нет полной застрахованности от вероятности постепенного проседания постройки в неблагоприятно складывающихся условиях, хотя предварительные расчеты будут говорить о полной возможности строительства. В этом случае лучше проконсультироваться с опытными специалистами – возможно, оптимальное решение будет крыться в создании иного типа фундамента, например, свайного.

Итак, расчет требуемой толщины плиты строится на том, что вначале определяется суммарное давление от здания, с учетом всех тех нагрузок, о которых уже говорилось выше. Эта нагрузка, разделенная на площадь плиты, покажет удельное давление на грунт. (Важно – при учете площади основания не забывают, что размеры плиты должны превышать размеры здания, как минимум на 100 мм в каждую из сторон, а еще лучше – на примерную толщину плиты).

Получив результат, его можно сравнить с оптимальным табличным, найти разницу, и этот недостаток давления компенсировать массой железобетонной фундаментной плиты.

После этого проделывается обратная процедура: получив необходимую массу плиты для такой компенсации, и зная плотность железобетона, несложно весовую характеристику перевести в объем, а затем, при известной площади – и в рекомендуемую толщину плиты.

Вся эта, как может показаться на первый взгляд, запутанная схема успешно воплощена в предлагаемый вниманию читателей калькулятор. Несколько пояснений по работе с ним:

• Предполагается, что уже проведен анализ несущего грунта на участке под строительство – его тип потребуется указать в соответствующем поле ввода.
• Хозяин будущего дома уже имеет представление о размерах здания и материале строительства, о типах планируемых перекрытий, виде кровли, крутизне ее скатов и общей площади. Эти данные будут запрашиваться калькулятором. Причем, для некоторых элементов конструкции здания предусмотрено по нескольку вариантов – например, внешние и внутренние стены, или перекрытия межэтажное и чердачное и т.п. Если дополнительных вариантов нет, то просто оставляется значение площади по умолчанию, равное «0».
• Снеговая нагрузка будет учтена автоматически – в зависимости от региона строительства и крутизны ската кровли.
• Эксплуатационные нагрузки также уже внесены в базу – они будут учтены при указании площади перекрытий в доме.
(Доступно введение двух вариантов, например, для несущих внешних и внутренних стен. Если вариант не используется, оставьте значение площади по умолчанию - 0) Одновременно к весу крыши будет добавлено ориентировочное значение снеговой нагрузки, в зависимости от региона строительства и крутизны скатов

Результат будет показан в миллиметрах, но следует правильно понимать, что это не окончательное значение, а, скорее, руководство к действию. Здесь возможны несколько вариантов «развития событий»:

• Первый вариант – полученное значение расположилось в рамках от 200 до 350 мм. Это говорит о том, что плитный фундамент действительно для имеющихся условий становится оптимальным решением. Полученный результат обычно округляют до величины, кратной 50 мм, в ближайшую большую или меньшую сторону, и после этого, на всякий случай, можно просчитать еще раз нагрузку, но уже с точным параметром толщины плиты. Если распределенное давление не будет отличаться от оптимального более, чем на 25% – можно смело оставлять эту толщину уже для дальнейшего практического исполнения.
• Второй вариант – ответ показывает, что толщина плиты должна быть более 350 мм. С большой долей вероятности можно предположить, что плита – это не идеальное решение. Лучше привлечь специалистов для оценки возможностей использования более экономичных схем – ленточного или столбчатого фундамента. Есть еще одно решение – снижение толщины плиты за счет создания обращённых вниз, в сторону грунта, ребер жесткости, которые предотвратят горизонтальные подвижки чрезмерно легкой конструкции. Но для такой плиты уже никак не обойтись без высококвалифицированных расчетов.
• Наконец, третий вариант – расчёт показывает, что толщина плиты должна быть менее 150 мм (а в ряде случаев вполне возможно даже отрицательное значение). Вывод однозначен – здание чрезмерно массивно для его строительства на плитном основании на таком типе грунта. Рисковать, полагаться «на авось» в такой ситуации – неблагоразумно, и единственным выходом видится привлечение специалистов для дополнительного исследования состояния грунтов и выработки правильного, то есть надежного и безопасного со всех точек зрения решения.

Что еще можно рассчитать, имея значение толщины плиты?

Если есть окончательная ясность с толщиной плитного фундамента, то можно провести еще ряд расчетов, которые касаются количества необходимых для его создания материалов.

Необходимый объем бетонного раствора.

Площадь плиты (подчеркиваем – именно плиты, а не дома, так как плита всегда шире) и ее высота позволяет определиться с необходимым объемом бетонного раствора М300, который придется заказывать для заливки. Расчет настолько прост, что городить для него какой-либо калькулятор просто нелепо – произведение площади (м²) на высоту (м) даст нужный объем (м³), к которому обычно добавляют 10% запаса.

Шаг армирования и толщина прута

Армирование плиты производится решетчатой конструкцией. При толщине до 150 мм достаточно одного яруса, расположенного по центру. При толщине 200 мм и более решетки располагаются одна над другой, обычно с равным расстоянием от краев плиты (от 30 до 50 мм).

Решетки увязываются из арматурных прутьев периодического профиля (класса не ниже AIII) диаметром от 12 до 16 мм. Ширина ячейки решетки (шаг укладки прутьев) – обычно от 200 до 300 мм. Пространственное расположение армирующей конструкции обеспечивается установкой краевых хомутов и специальных подставок - «пауков» (показано на схеме ниже). Практикуется, конечно, и обычное вертикальное армирование из отрезков прутьев, но назвать его удобным в монтаже или имеющим хоть какие-то преимущества – не получается.

Для вспомогательных элементов арматурного каркаса (хомутов и «пауков») можно использоваться более тонкую арматуру, в том числе и гладкую, диаметром 8 ÷ 10 мм.

Итак, при расчете армирования плиты начинают с определения сечения прута основной решетки и шага укладки. Исходят из норм, установленных СНиП, что суммарная площадь поперечного сечения горизонтального армирования должна быть не меньше 0,3% площади сечения железобетонной конструкции.

Эта зависимость внесена в расположенный ниже калькулятор расчета. Длина и ширина плиты известны, высота — тоже, то есть площадь поперечного сечения вычислить несложно. Имеется возможность, варьируя шаг установки прутьев в некотором допустимом диапазоне, проследить, как изменяются необходимые диаметры прута, чтобы выбрать оптимальное решение.

Важно: если длина любой из сторон конструкции - более 3 метров, то диаметр прута основного армирования не может быть меньше 12 мм.

Так как решетка имеет квадратную ячейку, рассчитывать диаметр прута можно по любой стороне фундаментной плиты – значение будет одинаковым для продольных и поперечных прутьев.