Монолитная железобетонная плита фундамента: монтаж и устройство

04.07.2023

Долговечность любого сооружения зависит от прочности и надежности фундамента. Его задачей является передача усилий от веса здания и действующих на него нагрузок грунту. На почвах, имеющих низкие несущие способности, подверженных морозному пучению, при высоком уровне грунтовых вод, на торфяниках и в болотистых местностях для создания надежного основания применяют монолитную железобетонную плиту. На таком фундаменте строят здания из кирпича, различных видов легких бетонов, дерева, цельнолитые и каркасные дома.

Достоинством данного типа основания является долговечность, устойчивость к деформации грунта, сейсмостойкость, высокая прочность и надежность. При прямом сравнении с ленточными или свайными моделями монолитная плита имеет более высокую цену. Но ее возведение, в отличие от этих вариантов, позволяет сэкономить: застройщик получает черновой пол с проложенными коммуникациями, а при монтаже требуется более простая опалубка и меньший объем земляных работ.

Особенности монолитного фундамента

Монолитное основание устраивается под всей площадью здания, поэтому имеет наименьшую удельную нагрузку, которая передается подошве по сравнению с другими фундаментами. Железобетонная конструкция плиты воспринимает усилия изгиба и сжатия, которые вызваны неравномерными нагрузками от здания, связанными с расположением стен, колонн, перегородок и деформациями несущих пластов грунта. Благодаря характеристикам этого материала отсутствуют усадки конструкций строения и трещинообразование.

Прочность и надежность железобетонной плите придает правильное сочетание свойств бетона и стали. Бетон, как и любой камень, хорошо работает на сжатие, но плохо — на растяжение и изгиб. Стальная арматура отлично сопротивляется растягивающим усилиям. Поэтому при расчете и конструировании фундаментной плиты бетону передаются сжимающие, а металлическим пруткам — растягивающие и изгибные напряжения. Совместной работе компонентов в монолитной конструкции способствуют близкие значения температурной деформации бетона и стали, огромные силы сцепления между ними и защита арматуры от коррозионного разрушения и огня.

Чтобы построить надежный железобетонный фундамент, необходимо сделать расчет, разработать чертеж и выполнить монтаж в соответствии со строительными правилами. Необходимо решить ряд вопросов: определить необходимую толщину плиты, марку бетона, глубину котлована, разработать схемы отсыпки, армирования, утепления, гидроизоляции фундамента, прокладки коммуникаций и т. д. Чтобы оценить объем работ и затраты на возведение плитного основания своими руками, рассмотрим конструкцию изделия и требования к его монтажу.

Устройство железобетонного фундамента

Монолитная фундаментная плита представляет собой железобетонную конструкцию, которая не требует заглубления относительно уровня земли. Ее устанавливают на специально подготовленное основание, которое состоит из нескольких компонентов:

• Песчаная подушка, которая укладывается на уплотненное дно котлована и служит для снижения воздействия сил морозного пучения и дренажа грунтовых вод.
• Полотно геотекстиля для защиты песчаной подушки от заиливания.
• Выравнивающий слой из бетонной смеси толщиной до 50 мм.
• Гидроизоляция для защиты от подсоса капиллярной влаги из грунта.
• Теплоизоляция из экструдированного полистирола.

На этом слое устанавливается арматурный каркас, заливаемый бетоном.

Конструкция каркаса

Согласно требованиям строительных правил, армирование производят слоями с помощью сетки из арматуры. При толщине фундаментной плиты до 150 мм прутки укладываются в один слой, а для больших ее размеров — двумя параллельными рядами.

В качестве рабочей арматуры используются стержни класса прочности А400, А500 и А600. Они имеют периодический серповидный профиль, который обеспечивает лучшее сцепление с бетоном по сравнению с гладкими прутками. Например, напряжение сил сцепления бетона с гладким стержнем составляет 2,5–3,0 МПа, а для арматуры периодического профиля оно в 2,5–3 раза выше. По этой причине прутки без рифления класса прочности А240 применяются только для поперечного армирования.

При разработке схемы каркаса следует придерживаться следующих рекомендаций:

• Толщина защитного слоя монолитной плиты 40–50 мм.
• Сетки располагаются параллельно подошве. Рабочая арматура в них укладывается взаимно перпендикулярно. Ширина ячейки сетки зависит от нагрузки (принимается от 200 до 400 мм). Верхний и нижний слои соединяют гладкими прутками калибром 6–8 мм.
• Шаг армирования уменьшается в два раза в местах приложения локальных нагрузок.
• Если в строящемся здании предусматривается монолитная стена, то для ее соединения с фундаментной плитой из последней выводят вертикальные выпуски арматуры, которые крепят к каркасу.
• Торцы железобетонного основания укрепляют П-образными элементами, которые связывают слои каркаса для возможности восприятия крутящего момента на краях.
• Если сторона монолитной плиты меньше 3 м, то применяется продольная арматура диаметром 10 мм и менее, а при больших размерах используют калибр 12 мм.

Расчет диаметра арматуры и шага армирования представляет собой достаточно сложную задачу, которая под силу только специализированной организации.

Выбор диаметра арматуры

Для оценки расхода арматуры можно использовать подход, основанный на применении коэффициента армирования и вышеописанной схемы каркаса. Учитывая, что для фундаментных плит в малоэтажном строительстве обычно используют стержни диаметром от 12 до 16 мм, можно рассчитать коэффициент армирования:

μ = А / (В·Н),

где А — площадь поперечного сечения прутков;

В — ширина монолитной плиты;

Н— рабочая высота (необходимо из общей толщины железобетонного основания вычесть размер защитных слоёв).

Строительными правилами установлено минимальное значение μ_min=0,05 %, а максимальное μ_max=4 %. Если коэффициент армирования меньше минимального, то совместной работы бетона и арматуры не будет. Превышение μ_max также ухудшит характеристики фундаментной плиты из-за незагруженности арматуры растягивающими усилиями и приведет к неоправданным затратам на ее покупку.

Существует оптимальное значение коэффициента армирования железобетонного основания μ_opt, которое рассчитывают для определенных марок бетона и арматуры из условия равенства предельных нагрузок в бетоне и одном прутке.

Таблица 1 — оптимальный коэффициент армирования μ_opt в %

Монтаж фундаментной плиты

Работы выполняются поэтапно. При монтаже необходимо соблюдать технологию. Основные этапы:

• Снимают плодородный слой почвы под котлован на глубину планируемой толщины песчаной подушки и высоты фундаментной плиты относительно планировочного уровня.
• Трамбуют грунт и на дно котлована укладывают геотекстиль с нахлестом на его стенки.
• Насыпается песок толщиной 30–50 см слоями приблизительно по 10 см, трамбуется и смачивается водой. Чтобы отсечь капиллярный подсос влаги, на песок насыпают щебень слоем 150 мм. Прокладывают инженерные коммуникации.
• Устанавливают опалубку по наружному контуру железобетонной плиты. Щиты облицовывают пленкой, чтобы не вытекло цементное молочко. После этого выполняют выравнивающий слой бетоном М100, по которому настилают гидроизолирующую полимерную мембрану.
• Для утепления фундаментного основания кладется ровным слоем экструдированный полистирол.
• Собирают арматурный каркас с помощью вязальной проволоки диаметром 2–4 мм. Монтаж начинают с нижнего ряда. Для создания защитного слоя 40–50 мм используют пластмассовые стульчики. Необходимое расстояние между верхним и нижним рядами обеспечивают применением подставок-«пауков». Устанавливают вертикальные прутки, связывающие слои. Крепят П-образные элементы по периметру каркаса.
• Производят укладку бетона марки не ниже М200 в один прием с трамбованием.

Поддерживают во влажном состоянии залитую фундаментную плиту до полного набора прочности.

Услуги по теме

Поделиться в соцсетях: