Фундаментные плиты, как имеющие обширную площадь опирания, относят к категории жёстких конструкций. При возведении стен из лёгких кладочных материалов, прочность которых снижена из-за малой плотности, рекомендуется использовать именно жёсткие схемы формирования оснований. Фундамент плита - с ребрами жесткости вниз, или просто плавающая, может обустраиваться практически на любых грунтах, поэтому и считается лучшим выбором для жилого дома из теплоэффективных каменных материалов. Об особенностях данной конструкции можно узнать из этой публикации.
Характеристика плитного фундамента, основные требования к глубине заложения
Правила проектирования оснований (СП 22.13330) рекомендуют возводить на плитных фундаментах не только здания, конструкции которых чувствительны к неравномерным осадкам, но и объекты, строящиеся на сильнопучинистых грунтах. Классифицирующим признаком плит являются технологические особенности их строительства. Например, бывает сплошная плита, решётчатая, сборная, монолитная, а так же фундаментная плита с ребрами жесткости вниз или вверх.
В качестве второго признака рассматривают глубину заложения:
- Нормальная (глубокая). Такая плита, как и лента, закладывается ниже отметки промерзания, и чаще всего применяется при проектировании зданий с подвалом или цокольным этажом.
- Мелкая (поверхностная). Этот вариант заглубляется не более чем на 50 см, и называется плавающим. Такой фундамент способен перемещаться вместе с подвижным грунтом, потому и получил такое название.
- Незаглублённый вариант. Подошва такой плиты вообще не заглубляется, а находится на уровне планировочной отметки грунта. Для её устройства снимается всего лишь верхний слой почвы на толщину трамбуемой песчаной подушки. А сама плита будет на поверхности.
Глубина заложения плиты определяется в зависимости от таких факторов:
- Наличия подвала.
- Характера и величины воздействующих нагрузок.
- Глубины фундамента примыкающего здания или закладки коммуникаций.
- Рельефа застраиваемого участка.
- Результатов геологических изысканий, которые выявляют не только прочностные и физические свойства верхнего слоя грунта, но и характер напластований, наличие пустот и слоёв, склонных к разжижению и скольжению.
- Гидрогеология стройплощадки (наличие верховодки, залегание водоносных слоёв и агрессивность грунтовой воды).
- Уровень промерзания в регионе с учётом типа грунта (если в Москве суглинки промерзают на 1,35 м, то крупные пески на 1,76, а крупнообломочные грунты и вовсе на 2 м).
Глубина заложения считается от планировочной отметки грунта (при наличии подвала - от его пола), до подошвы фундамента или, если имеется подбетонка, до её низа.
При выборе глубины заложения следует учитывать, что под подошвой плиты не должно быть низкопрочных слоёв малой толщины. Такой слой лучше вообще удалить и заменить его более толстой песчаной подушкой – либо просто углубить фундамент. Во избежание лишних затрат на водопонижение, закладывать плиту всегда лучше выше отметки расположения грунтовых вод.
Если деформируемость грунта и его невысокая несущая способность вынуждают слишком заглублять фундамент, имеет смысл отдать предпочтение свайному основанию, на которое может опираться не только ростверк, но и сама плита.
Взаимное расположение УГВ (подземные воды) и УПГ (отметка промерзания) является определяющим фактором. При промораживании любой грунт увеличивается в объёме, давая значительную осадку при оттаивании. А если он ещё и водонасыщенный (например, в районах с обильным таянием снегов), этот процесс сопровождается формированием прослоек льда с переменной толщиной. Их таяние вообще приводит к резкому уменьшению несущей способности грунта, и как следствие, существенным деформациям в нём.
Избежать подобных проблем можно только благодаря правильно рассчитанной глубине заложения. Уменьшить её можно только таким путём:
- предусмотреть постоянную тепловую защиту фундамента;
- произвести дренирование грунта по периметру (кольцевой дренаж);
- частичная или полная замена в котловане пучинистого грунта на непучинистый;
- защитить обмазкой и приклеенным рулонным материалом не только горизонтальную поверхность плиты, но и вертикальную, так как в этих места плита может смерзаться с грунтом.
Виды фундаментных плит
Существует немало схем устройства плитных фундаментов, и вот основные из них:| Тип плиты и схема устройства | Где применяется |
Схема классической плавающей плиты
|
Это обычная плавающая незаглубляемая плита. На картинке представлен вариант на песчано-гравийной подушке. Она обычно устраивается там, где высока вероятность деформации грунта в продольном направлении, из-за которой может возникать скольжение. Насыпная подушка как раз и призвана предупредить такой вариант развития событий. Важно: Без подстилающего песчаного слоя плиту можно формировать только в том случае, когда грунт по структуре и прочности способен справляться с передаваемыми нагрузками без неравномерного осаживания. |
Плита на сваях
|
Плитный фундамент с опорой на сваи проектируется на участках со слабыми механическими свойствами, а так же при возведении здания на склоне, который невозможно укрепить или террасировать. |
Плитный фундамент с ребрами жесткости вниз
|
Фундамент плита с направленными вниз ребрами жесткости рекомендуется для строительства на ослабленных и способных к скольжению грунтах. Рёбрами называют трапециевидные или прямоугольные утолщения по нижнему периметру и внутри него, которые позволяют уменьшить толщину горизонтальной части конструкции до 125 мм, тогда как у обычных плит она минимум 200-300 мм. Варианты устройства могут быть такими:
|
Утепляемая плита с рёбрами вниз
|
Утеплять плиту придумали в Скандинавии, поэтому у нас её называют шведской (или УШП). При её устройстве, кроме щебневого и песчаного слоёв в схеме присутствует и плитный пенополистирол. Непосредственно под плоскостью опирания рёбер укладываются экструзионные листы высокой жёсткости (ЭППС), а между ними – более дешёвый вариант (ПСБ С). Применяется в холодных регионах для строительства энергоэффективных зданий. |
Фундаментная плита с ребрами жесткости вверх
|
Плитный фундамент с ребрами жесткости вверх выглядит так, как будто поверх обычной плиты выполнили ленточный фундамент. В этом случае роль рёбер играют стенки цоколя, но они должны быть обязательно монолитными, связанными с основной плитой закладной арматурой. Располагают их под всеми будущими стенами – как наружными, так и внутренними. Такой вариант плиты может возводиться и с малым заглублением, но при глубоком заложении плиты для устройства в доме подвала, он вообще единственно возможный. В этом случае стены подвала - и есть рёбра жёсткости. |
Фундамент коробчатой конструкции
|
Данный вид фундамента можно рассматривать и как разновидность плитного, и как вариант ленточного, у которого подушки расширены настолько, что сливаются в сплошную плиту. Такие фундаменты выдерживают большие нагрузки, а потому нередко проектируются под высотными зданиями. В малоэтажном строительстве подобный конструктив оправдан только при строительстве на неоднородных грунтах с малой несущей способностью и в сейсмоопасных районах. Коробчатая плита может быть как плоской, так и с рёбрами, направленными вниз или вверх. В последнем случае промежутки между ними заполняют песчано-гравийной смесью или полистирольным утеплителем, поверх которого устраивают бетонную подготовку. На заметку: При большом заглублении такой фундамент проектируют с рёбрами-стенами, между которыми вполне может располагаться погреб или подземный гараж. Но при неравномерных осадках грунта, рёбра формируют не в виде стен, а в виде пересекающихся под прямым углом балок. |
Плюсы и минусы плитного фундамента
В общих чертах достоинства сплошной фундаментной плиты можно охарактеризовать так:| Плюсы | Минусы |
| При малом заглублении - минимум земляных работ. | Более высокая, чем у всех других фундаментов цена. Но когда в приоритете долговечность и надёжность, альтернатив плитному фундаменту просто нет. |
| Если всё правильно спроектировано и залито, срок службы не менее 150 лет. | Сложность формирования опалубки. |
| Максимальная несущая способность. | |
| Устойчивость к опрокидыванию. | |
| Возможность строительства на пучинистом грунте. | |
| Позволяет предусмотреть цокольный этаж. | |
| Избавляет от необходимости устройства чернового пола. | |
| В плиту можно заложить греющую систему пола. |
Устройство плитного фундамента с ребрами жесткости внизу
О достоинствах плитных фундаментов, как таковых, уже было сказано. Недостатков кроме высокой цены практически нет, да и та компенсируется за счёт получаемых преимуществ. Однако у ребристой плиты, у которой рёбра направлены вниз, есть ещё один персональный недостаток. Это сложность формирования опалубки, которая должна иметь два уровня, и котлована, в котором должны быть нарезаны ещё и траншеи. Естественно, усложняется и армирование, и при всём при этом надо ещё произвести заливку за одну рабочую смену.
Конструкция фундамента
Рёбрами жёсткости называют выступы под плитой на глубину до 80 см. Вся трудность заключается в том, что им зачастую надо придать не прямоугольную, а трапецеидальную форму, помогающую снизить касательные нагрузки, которые фундаменту приходится воспринимать со стороны грунта. Рёбра обычно располагают по периметру и внутри него - на определённом расстоянии, либо только под несущими стенами. Конкретную форму рёбер, их количество, а так же глубину и расположение проектируют исключительно исходя из данных геодезического исследования.
Технология устройства плитного фундамента
На такой фундамент (да и на любой другой) должен быть проект, а уже его воплощение частный застройщик, обладающий определёнными навыками, может взять и на себя. Естественно, потребуются помощники, нужна будет землеройная техника, понадобится заказывать товарный бетон и организовывать для его подачи бетононасос.
Вот из каких этапов состоит подобная работа.
Разработка котлована
Когда у плиты есть рёбра жёсткости, под неё роется котлован с траншеями. При поверхностном расположении глубина котлована будет незначительной, как и под обычную плавающую плиту. На дне производится разметка контуров рёбер, по которым и будут выкапываться траншеи. Их глубина рассчитывается исходя из толщины самой плиты, высоты насыпных подушек и подбетонки.
Важно: При выполнении земляных работ очень важно, чтобы грунт на дне разработки оставался нетронутым. Поэтому, чтобы не выбрать лишнего, с помощью геодезических инструментов определяют нужный уровень, забивают в дно колышки и при зачистке дна ориентируются на них.
Если материковый грунт слишком влажный или пористый, а плита строится без заглубления, перед устройством насыпных слоёв его застилают геотекстилем – дабы предотвратить заиливание и расползание песчаной подушки. Под ребром тоже должна быть песчаная подушка, поэтому на дно выемок насыпают песок, и хорошо уплотняют щебнем. Такая подушка устраивается не только в траншеях, но и по всей площади котлована.
Для рёбер жёсткости опалубку делают несъёмную, в основном используют плоский шифер – это лучший вариант тонкого, но прочного и недорогого материала. С его помощью наилучшим образом удаётся обеспечить рёбрам правильную геометрию, и вывести их по всем траншеям на одну высоту.
Гидроизоляция
Во избежание потери бетоном цементного молока, грунт на дне траншеи перед заливкой пропитывается разогретым битумом, или же устраивают подготовку толщиной 5-6 мм из тощего бетона. После застывания подбетонку грунтуют и застилают листовыми полимерными или битумными материалами с перехлёстом в 15-20 см.
Профильные мембраны укладывают в один слой, их края склеивают специальным скотчем. Гладкие полимерные мембраны в местах стыковки полотен свариваются. Битумные материалы укладывают в два взаимно перпендикулярных слоя. Их приклеивают на мастику или наплавляют посредством подогрева горелкой - то есть, тут всё зависит от вида применяемого материала.
Площадь гидроизоляционного ковра должна быть больше, чем площадь плиты. Полотна должны выходить за контуры фундамента с таким расчётом, чтобы после можно было их завернуть и оклеить вертикальные (боковые) поверхности.
Формирование конструкции: опалубка, закладные, армирование
Далее приступают к монтажу опалубки для самой плиты, которая теперь уже будет съёмной. Собирают её из доски, листового материала, или используют инвентарные щиты. Высота опалубки должна хотя бы на 50 мм превышать отметку заливки, которая и наносится на внутреннюю поверхность щитов разметкой. Опалубку выставляют по уровню, контролируя вертикаль, и обеспечивая устойчивость с помощью подпорок.
Очень важно, чтобы натиск бетона не смог выдавить щиты, иначе геометрия плиты будет нарушена.
- В процессе формирования опалубки производят закладку гильз под вводы инженерных коммуникаций. На них ставят заглушки и оборачивают полиэтиленом, чтобы труба не забилась бетоном и могла легко выниматься.
- Далее начинается процесс армирования, который и обеспечивает фундаменту необходимую прочность. Сначала устанавливается арматура на рёбрах, в которые закладывается два или четыре продольных стержня, связанных между собой поперечной арматурой.
- Расстояние между ними определяется с таким расчётом, чтобы со всех сторон образовался защитный слой бетона толщиной 50 мм. Для связи рёбер с плитой устанавливаются специальные гнутые элементы.
- Каркас самой плиты формируется классически – двумя горизонтальными решётками из перпендикулярно связанных стержней, образующих ячейки размером 200*250 мм. Стержни нижней решётки укладываются на специальные пластиковые фиксаторы, а отступ от них верхней сетки обеспечивается за счёт вертикальных прутьев заданной длины, которые могут фиксироваться как проволокой, так и с применением полипропиленовых хомутов или стяжек.
Все параметры армирования, в том числе вид и диаметр арматуры, регламентируются проектом. Задача строителей состоит только в том, чтобы в точности перенести конструкцию плиты с чертежа на грунт, соблюдая при этом технологии производства работ.
Бетонирование
Для заливки фундаментных плит обычно используют бетон марки М300. Его основные характеристики: класс прочности на сжатие В22,5, подвижность П3, класс по водостойкости W8.
Очень важно залить плиту за один день, поэтому бетонщики работают, если надо, и в ночную смену. В ППР (раздел производства работ в проекте) представлена подробная схема укладки бетона, нужно её лишь придерживаться.
Случаются, конечно, форс-мажорные ситуации, когда или бетон не доставили вовремя, или бетононасос сломался. В этом случае приходится устраивать рабочие швы бетонирования. Они могут быть предусмотрены и проектом, но в основном только для плит большой площади.
На заметку: Рабочий шов образуется за счёт установки двух параллельных плоских каркасов, на которые проволокой крепится металлическая сетка с мелкой ячейкой 10*10 мм. Для лучшей адгезии с бетоном, во избежание выпучивания сетки, её следует обезжирить. Если рабочие швы не были предусмотрены проектом, требуется соблюсти такое правило: после рабочего шва должно быть уложено не менее 25 см бетона.
- Укладка бетонной смеси производится горизонтальными слоями, с направлением в одну сторону. Бетон подаётся бетононасосом – это наиболее удобный вариант, так как может применяться в любых стеснённых условиях и местах, где другие средства механизации бесполезны.
- Уложенный слой бетона равномерно распределяется по всей площади конструкции, отдельные выступы могут возвышаться над общим уровнем заливки не более чем на 10 см. Перераспределять и разравнивать с помощью вибраторов поданную в опалубку смесь нельзя. Этот прибор предназначен только для уплотнения бетона после того, как он уже перераспределён.
- Каждый новый слой должен укладываться до того, как смесь в предыдущем слое начнёт схватываться. Если перерыв всё же произошёл, и он превысил время начала схватывания уже уложенного и уплотнённого бетона, придётся опять же устраивать рабочий шов. Только в этом случае, чтобы продолжить работы, придётся ждать, пока бетон наберёт определённую прочность.
- Конкретный показатель будет зависеть от того, каким именно способом будет очищаться цементная плёнка. Если промывкой, то достаточно прочности 0,3 МПа, при использовании металлических щёток – 1,5 МПа, а с применением механических средств очистки бетона (например, пескоструя), он должен набрать до 5 МПа. Определяет прочность строительная лаборатория, она и даёт добро на продолжение работ.
- Если никаких непредвиденных остановок работ не случилось, уплотнение очередного слоя осуществляется вибратором так, чтобы он был погружен минимум на 5 см в предыдущий слой. При этом недопустимо соприкосновение уплотняющего устройства с закладными изделиями или арматурой.
- Шаг перестановки вибратора составляет не более 1,5 радиуса его действия, чтобы границы уплотняемого участка взаимно пересекались с уже уплотнённым ранее. Вибрирование продолжается до тех пор, пока бетонная смесь прекратит оседание, а на поверхности заблестит цементное тесто.
Высота каждого уплотняемого слоя составляет не более 25 см. Если учесть, что толщина плиты с рёбрами вниз бывает даже меньше этого значения, то заливается она в один приём. Послойной заливки требуют её рёбра, так как их глубина составляет порядка 70-80 см.
Заключение
По окончании бетонирования массив укрывают полиэтиленом – так его защищают от размывки дождём. При температуре воздуха выше + 15 градусов, начиная со второго дня, его трижды в сутки проливают водой - для предотвращения быстрой потери влаги и растрескивания. Примерно через неделю опалубка снимается – и можно приступать к гидроизоляции поверхности фундамента. Завернув края изоляционного ковра, выступающего из-под плиты, его фиксируют на торцах и обрезают по верхней грани.
Для поверхностной (горизонтальной) изоляции может тоже использоваться рулонный материал, но гораздо проще и дешевле будет применение материалов для обмазки или напыления. Более подробно с этим вопросом можно ознакомиться из отдельной публикации на нашем сайте по теме гидроизоляции фундамента.
