Технология возведения плитного фундамента

Какие разновидности бывают по способу погружения?

Сваи – силовые элементы фундамента, воспринимающие давление от конструкции и передающие его на несущий пласт, который может находиться на значительной глубине (до 30 м). Как правило, выше несущего пласта расположены нестабильные, слабые и перенасыщенные влагой слои почвы.

Эта особенность позволяет возводить дома и другие сооружения не только на твердой почве, но также на заболоченных местах и на открытой воде. Сваи могут быть погружены строго в вертикальном положении или под проектным углом.

Свайным фундамент называют группу опор, объединенных между собой ростверком – специальной конструкцией, которая удерживает основание дома и отвечает за равномерное распределение веса по всем подземным силовым элементам.

Забивные

Забивные сваи представляют собой готовые столбы, изготовленные в заводских условиях. По материалу изготовления силовые элементы делятся на типы:

  • железобетонные;
  • металлические;
  • деревянные.

Для строительства тяжеловесных и многоэтажных зданий используют железобетонные столбы, легковесных домов в один или два этажа – металлические и деревянные.

В большинстве случаев забивные опоры имеют квадратное сечение со стороной от 150 до 500 мм.

Длина изделий редко превышает 25 м. Нижней конца столба заострен или имеет пирамидоидальную форму, благодаря чему легче преодолевает сопротивление грунта. Удары дизель-молота забивная опора воспринимает верхней торцевой частью, усиленной оголовком. Погружение в грунт ведут до тех пор, пока нижний конец не упрется в плотную породу до предела.

Преимущества изделий:

  • значительная грузоподъемность;
  • продолжительный срок службы;
  • отсутствие необходимости подготавливать скважины.

Минусы технологии: недостаточная надежность при строительстве на просадочных грунтах и неравномерная осадка в местах, где почва характеризуется различной плотностью.

Буроопускные

Согласно буроопускной технологии, силовые элементы погружаются в заранее подготовленные шурфы, при этом диаметр скважин должен превышать размер сечения опор на 5–10 см. После погружения пространство между грунтом и землей заполняют связующим раствором, который после застывания увеличивает прочность конструкции.

Метод применяют при строительстве на твердомерзлой и пластично-мерзлой почве. Фундаментные работы ведутся при температуре окружающей среды не ниже 0,5оС.

Свайно-винтовые

Отличительной особенностью таких свай является оснащение конструкции винтовыми лопастями, благодаря чему изделия вкручивают в грунт, а не забивают.

Лопасти в процессе погружения дополнительно уплотняют почву, повышая несущую способность основания.

По материалу изготовления винтовые сваи делятся на железобетонные и стальные конструкции. Первый тип опор отличается повышенной несущей способностью, поэтому применяется при строительстве кирпичных и других тяжеловесных сооружений.

Металлические винтовые сваи изготавливают из стальных труб с диаметром сечения от 57 мм. Для строительства жилых домов (каркасно-щитовых, деревянных, из пенобетона) подходят стержни диаметром 108 мм и размахом лопасти 250–350 мм.

Буронабивные

Буронабивная методика применяется для строительства тяжелых сооружений на грунтах, которые характеризуются слабой несущей способностью. Силовые элементы создаются непосредственно на рабочей площадке.

В заранее подготовленной скважине устраивают утрамбованную песчаную подушку. Затем в шурф помещают обсадную трубу, армирующий каркас и заливают конструкцию бетоном. Буронабивная технология считается самой сложной, поскольку достоверно рассчитать грузоподъемность такого основания практически невозможно. При этом фундаментные работы можно провести самому без использования спецтехники.

Комбинированные

Данный тип свай относится к специальным конструкциям, поскольку сочетает сразу несколько технологий, чтобы удовлетворить исходным инженерно-геологическим условиям.

Например, когда несущий пласт находится предельно глубоко, то комбинируют забивную и буронабивную методики.

Монтаж выглядит следующим образом:

  1. Вначале способом лидерного бурения в грунте устраивают шурф, куда помещают обсадную трубу.
  2. Затем дизель-молотом забивают железобетонную опору.
  3. Когда конец изделия упрется в плотный грунт, сверху закладывают монолитную конструкцию путем армирования и бетонирования скважины.

Плюсы и минусы

Плитная фундаментная система авторитетна не просто так, причины ее востребованности связаны как с инженерными, так и с иными соображениями.

Разложить плиту можно на любом основании:

  • по грунту с ослабленными несущими свойствами;
  • на вечной мерзлоте;
  • в почвах с высокими скоростями горизонтальной подвижки;
  • при значительном подъеме подземных вод;
  • на участках, склонных к пучению.

Можно встретить упоминания о том, что плитный фундамент тяжело возводится на склонах и что свайный там эффективнее. Но это не совсем так. В практике строительства в зарубежных странах давно освоены гибриды плит и высоких лент монолитного исполнения либо сочетание свай с плитными ростверками. Независимо от местоположения, если все сделано правильно, несущая способность плитного фундамента будет очень высокой. Это качество обеспечивается повышенной площадью опоры; достаточно сказать, что Останкинская телебашня стоит именно на плите.

Солидный уровень пространственной жесткости обеспечивается исключением швов и жесткими схемами армирования. Оборотной стороной такого решения оказывается неотвратимо повышенная материалоемкость. Архитекторы рассматривают фундаменты из плит как оптимальное решение для построек с жесткими стенами, которые не должны сдвигаться даже в самой малой степени. Кирпичные и построенные шлакоблоков дома, сооружения из ракушечника и газобетона чувствуют себя на таком основании спокойно и уверенно. Железобетонная плита с малым заглублением или вовсе без заглубления неплохо подходит для работ даже на очень бурно вспучиваемых грунтах.

Сквозь плитное основание тяжелее просачиваться воде, вдобавок оно лучше ленты и свай по тепловым характеристикам. Сооружение с нуля требует минимального количества земляных работ, разметка конструкции не представляет особого труда, так же как армирование и бетонирование. Сокращается планка требований к квалификации строителей.

Вместе с тем, стоит учитывать и определенные слабости плитного фундамента:

  • очень слабая совместимость с организацией подвала;
  • большой расход бетонного раствора и арматуры;
  • слабое представление многих людей о реальных характеристиках плит и их видов;
  • возможность работы только при хорошей погоде.

Стоит учесть, что значительный расход материалов при заливке фундаментной плиты полностью оправдывается на последующих этапах работы, поскольку уже будет готов черновой пол для первого этажа, не придется создавать перекрытие. Можно будет непосредственно в массе плиты сформировать теплый пол, отказавшись от залива дополнительной стяжки. Чтобы сделать опалубку, потребуется значительно меньше досок или стальных листов, нежели при использовании лент. Так как сокращается объем извлекаемого грунта, понижается и плата за его вывоз.

Минусы монолитной плиты как фундамента для дома

Высокая стоимость

  Затратность такого фундамента может быть в 3 и более раз выше в чем затраты на устройство ленточного и раз в 5 выше свайного фундаментов. Объясняется такая высокая стоимость необходимостью использования большого объема бетона и арматуры. В отличие от ленты, бетоном заливается вся площадь под будущим домом и на всю глубину фундамента.

на монтаж плитного фундамента расходуется в несколько раз больше арматуры

 Второй существенной статьей расхода является необходимость использования тяжелой и специальной строительной техники. Для заглубления, если необходимо, привлекается ковшовый трактор, для заливки плиты и доставки бетона на объект необходимо будет нанимать бетононасос. Те работы, для которых спец. техника не требуется, достаточно объемны и для их выполнения необходим труд нескольких человек. Поскольку на выравнивание заглубленной ямы, на вязку арматуры, засыпку и трамбовку песчано-гравийной подушки может уйти не один месяц, то можно не успеть до наступления морозов, а бетонные работы при отрицательных температурах выполнять не рекомендуется по ряду причин.

монтаж плиты требует использование спецтехники

Трудности замены коммуникаций

 В отличие от свайных и ленточных фундаментов, где все коммуникации можно проложить через пустотное пространство между грунтом и черновым полом, монолитная плита исключает такую возможность. Все сантехнические коммуникации заводятся на стадии монтажа армированной сетки и заливаются монолитом в плиту. Такое устройство значительно затрудняет, а иногда делает невозможным замену сантехнических коммуникаций в доме. Потому, в плитный фундамент, рекомендуется закладывать сантехнику лучшего качества, которая уверенно прослужит многие годы, а также дополнительно покрыть трубы защитными изоляционными материалами, от перепадов температур и влажности. Для таких домов целесообразно использовать трубы на ПВХ основе, они более долговечны и не подвержены коррозии в отличие от металлических. Имеется единственный риск их повреждения во время монтажа.

разводку всех коммуникаций в плитном фундаменте необходимо выполнять заранее

Не подходит для холмистой местности

  С точки зрения затратности, не целесообразно планировать плитные основания на рельефе с большими перепадами высот, а так же на скалистой местности, которая и без того, имеет прочный грунт, способный удержать любое здание средней высотности. Расход материала, в данном случае, будет колоссальный. Кроме того, в случае даже небольшого оползневого смещения грунта по склону, плита не сможет удержать допустимый горизонт, даже сохранив целостность. Возникает риск смещения всего дома на неопределенный угол. Поэтому, для холмистой и горной территории хорошо подойдут свайные фундаменты. Подробнее про свайный фундамент в статье «Свайный фундамент. Достоинства и недостатки»

на местности с большими перепадами высот больше подойдет другой вид фундамента

 Необходимо утеплять

  Железобетон боится влажности. накапливает ее в своей структуре при возникновении точки росы. Подробнее в статье ” Точка росы в строительстве“. Любой монолит необходимо утеплять как на уровне заглубления, так и над грунтом, с целью недопущения промерзания. В ином случае, накопленная влажность при первых же морозах начнет разрушать тело фундамента изнутри и вызывать коррозию арматуры.

плитный фундамент необходимо утеплять как внутри так и над грунтом

Слабая прочность на изгиб

  Обратная сторона высокой прочности – это плохая устойчивость к деформациям в плоскости. Неравномерное распределение давление на плитный фундамент неизбежно спровоцирует возникновение трещин и начало разрушительных процессов в теле

В значительной степени, этот недостаток смягчает качественное армирование плиты, а так же достаточная толщина гравийно-песчаной подушки, которой следует уделить особое внимание. Изменение плотности в неоднородном грунте и его движение меняет места нижнего давления на плиту

В этом случае, если сверху нагрузка дома распределена равномерно, то снизу, такое распределение может постоянно меняться и провоцировать разлом в фундаменте. Только хорошая песчано-гравийная подушка служит смягчающим буфером и предотвращает подобные разрушения.

может образоваться трещина при неправильном распределении давления, как результат недостаточной гравийно-песчаной подушки

Степень заглубления

Значение глубины плитного основания в меньшей степени зависит от проектных и геологических условий, чем у других типов фундамента.


При этом глубина закладывания подошвы будет определяться:

  • типом грунта;
  • суммарными нагрузками;
  • уровнем промерзания почвы;
  • глубиной подземных источников.

При выборе параметра для фундамента под дом из газобетона ориентируются на такие действующие стандарты:

  1. Для рыхлых грунтов, склонных к пучению и подвижкам – глубина подошвы будет составлять 0,2 м (плавающая плита).
  2. Для плотны и стабильных пород – 0,5 м.
  3. Заторфованные грунты необходимо полностью снять, тогда глубина котлована может достигать одного метра и более.

Недостатки

К недостаткам технологии относят следующие:

  1. Высокая стоимость строительства за счет потребности в большом количестве бетона, арматуры, щебня, песка и т.д. Расход строительных материалов напрямую связан с несущей способностью почвы и проектными нагрузками. Уменьшить высоту плиты можно за счет устройства ребер жесткости, но для проектирования более сложного основания собственнику придется привлекать высококлассного специалиста.
  2. Нецелесообразность применения на участках с крутым склоном. Как правило, компенсируют недостаток площадки увеличением высоты цокольного этажа, что приводит к перерасходу ресурсов и увеличению издержек на строительство.
  3. Значительные трудовые и материальные затраты при обустройстве подземного помещения, поэтому большинство собственников отказываются от решения строить подвалы или хранилища в плите фундамента или под ней.
  4. Строительство силовой конструкции при минусовой температуре приводит к увеличению сметы на добавку в бетонный раствор дополнительных веществ, способствующих прогреву смеси. В противном случае затвердевшая плита будет с дефектами – микротрещинами и неравномерным составом по всему объему, что значительно снизит грузоподъемность и срок службы самого фундамента.

Схема пирога

Пирог плитного фундамента включает не только саму плиту, но и подстилающие слои. О каждом из них отдельно (расположение снизу вверх):

Геотекстиль укладывается для повышения прочностных характеристик основания. Кроме того он имеет высокие показатели фильтрации. Укладывается для предотвращения перемешивания материала подушки с грунтом. Закладывается в проект не всегда. Подушка. Подсыпка выполняется из песка крупной или средней фракции, песчано-гравийной смеси или щебня. Иногда строители из-за невысокой стоимости пытаются убедить заказчика применять в качестве подсыпки шлак, но этот материал не способен обеспечить высокой надежности основания, а из-за содержания некоторых веществ может быть опасен для человека, в том числе иметь повышенный радиоактивный фон. Подушка предусматривается для выполнения таких функций: выравнивание основания, дренаж, создание слоя грунта не подверженного пучению под плитой. Бетонная подготовка. У этого элемента фундаментной плиты существует также еще одно название — подбетонка. Заливают слой для обеспечения ровности основания под плиту, повышения ее несущей способности и дополнительной гидроизоляции. Следующий слой — гидроизоляция. Ее укладывают для предотвращения проникновения к фундаменту воды из почвы

Даже при устройстве дренажной системы нельзя гарантировать, что плита не подвергнется воздействию влаги, поэтому важно предусмотреть дополнительную защиту от нее. Кроме того, гидроизоляция предотвратит «утекание» бетонного молочка и позволит материалу стать прочным

Поверх гидроизоляции в некоторых случаях необходимо устройство теплоизолирующего слоя. Материал укладывается при проектировании теплого подвала или техподполья при заглубленной плите или для утепления пола первого этажа при заливке плиты у поверхности земли. Чтобы до момента застывания бетонная смесь не теряла нужную форму, выставляют опалубку. Она может быть съемной или несъемной. Армирование. Бетон имеет высокую прочность на сжатие, но в фундаментной плите возникают также изгибающие усилия. Эти силы способны привести к растрескиванию и разлому даже плит большой толщины. Технология строительства монолитной плиты предполагает ее обязательное армирование. Пруты арматуры воспринимают изгибающие моменты, а бетон сжимающие усилия, что обеспечивает конструкции долгий срок службы. Последним слоем монолитной плиты является бетон. Он необходим для восприятия нагрузок от здания. Материал, в котором предусмотрены стальные стержни арматуры, называется железобетоном и имеет широкое распространение при строительстве зданий по всему миру. Железобетон представляет собой идеальное сочетание: бетон прочный при вертикальных нагрузках, а арматура при наклонных.

Все эти элементы играют важную роль, устройство фундамента невозможно без большинства из них.

Достоинства и недостатки

Плюсы плиточного фундамента:

Расширенные возможности на грунтах со сложной геологией, которые для ленточного основания не подойдут из-за низкой несущей способности и высокой пучинистости. Однако на явно заболоченных грунтах с сильной просадкой окажется неэффективен, уступая свайному с основой гораздо ниже глубины промерзания.
Плотные монолитные фундаменты подойдут для строительства тяжелых многоэтажных сооружений. Профессиональные расчеты распределения сил позволят сэкономить при проектировании многоквартирных домов.
Минимум усилий по обустройству фундамента. Земляные работы невелики, так как заглубленная часть небольшая. Однако при проектировании очень тяжелых или больших по площади сооружений это преимущество будет зыбким и начнет проигрывать ленточным основаниям.

Фундаментная плита является хорошей основой для пола первого этажа или цоколя

Это важное преимущество. При хорошем утеплении пол становится сразу теплым

В многослойной плите можно смонтировать водяной подогрев.
Плита не является строительным объектом повышенной категории сложности. Выкапывание котлована, заливку бетона, вязку арматуры можно провести своими руками. Навык приходит быстро.

Работа предстоит однообразная и утомительная. Однако заручившись поддержкой родственников, друзей, можно смонтировать самостоятельно без серьезных строительных навыков. Для небольшой строительной бригады заливка монолитного фундамента для частного дома будет выполнимой задачей.

Устройство плитного фундамента — трудоемкий процесс

Минусы:

  • На участках с выраженной нестабильностью грунта «плавание» основания происходит с большой амплитудой, а силы снизу прикладываются неравномерно. Плита начинает испытывать колоссальные нагрузки на изгиб.
  • Небольшие линейные деформации вполне вероятны. Некоторые материалы к ним чувствительны. При «плавании» плита может накрениться и стены отклонятся от вертикали. Для деревянных построек это не критично, а для блочных, кирпичных конструкций напряжения увеличиваются при достижении определенной высоты. Не исключено появление трещин в верхней части зданий.
  • Ряд операций при монтаже потребует привлечения специалистов и техники. Для качественной трамбовки нужна виброплита. Вязка арматурного каркаса потребует вязальный пистолет или специальные хомуты, гидроизоляция — газовую горелку. Большой объем бетона при одномоментной заливке удобнее заливать с использованием строительного миксера. Плиту желательно смонтировать за 1 день.
  • При значительных перепадах высот такое основание совсем невозможно либо нерентабельно.
  • Подвал, погреб, смотровая яма одинаково невозможны при возведении монолитной плиты. Ее сущность в том, чтобы опираться всей площадью на грунт и при необходимости скользить по нему равномерно. Исключением является специфическое строение ряда плит с ростверками под несущие стены или арматурные закладки, уже от которых ведется заглубленная часть стены. Но это сложное и дорогое удовольствие.
  • При возведении обязательна прокладка всех коммуникаций, включая силовые кабели, водопровод, канализации, короба. Это скорее не недостаток, а специфическая особенность технологии, но она усложняет процесс строительства.
  • Стоимость монолитного фундамента глубокого залегания для частного дома высока. Иногда достигает 50% стоимости всего строения. При малозаглубленной плите все не так страшно. Хотя даже несколько лишних сантиметров быстро вырастают в кубы объема.

Двухъярусное армирование потребует значительного увеличения арматуры и бетона. Здесь ленточный фундамент выигрывает. Но плита одновременно является перекрытием в здании – черновой пол с хорошей гидроизоляцией, часто с утеплением. Это уменьшает общую стоимость сметы, несколько снижает общий объем работы, ее кропотливость.

Структура монолитной плиты для фундамента

 Простая конструкция плитного фундамента, позволяет без привлечения высококвалифицированных специалистов выполнить монтаж такого основания. Однако,  потребует значительно затратить трудовые силы,  поскольку объем работ внушительный, начиная от копки котлована для заглубления, до вязки арматуры и заливки плиты.

 Классическая конструкция полного  ж/б фундамента выглядит следующим образом :

структура плитного фундамента

Основными элементами является:

Вязанная арматурная сетка. Монтируется от одного до нескольких слоев в одном горизонте, зачастую не менее двух слоев. Для армирования используется материал от 10 до 16 мм, наиболее востребована арматура диаметром 12 мм. Рассчитывается объем и диаметр арматуры исходя из запланированных размеров плиты: толщины и периметра. Армированную сетку можно монтировать самостоятельно, на месте, из закупленных прутов, или приобрести уже готовую, сварную.

армированная сетка фундамента

Бетонная смесь. В состав бетонной смеси входит гравий, песок и пластификаторы, которые придают раствору прочности и вязкости. Цемент следует использовать марки не менее М250. Мраку М300 можно использовать для строительства более высоких зданий, но не более 4-5 этажей, в зависимости от весовой нагрузки. Более прочные марки, например М400, уже применяются для многоэтажной застройки.

  Вся конструкция устраивается на песчано-гравийной подушке, с гидроизоляцией, а при необходимости и утепляется. После набора прочности, торцевые части ж/б фундамента, так же, покрывают специальной мастикой, если на стадии сборки опалубки не использовались гидроизоляционные рулонные материалы. Быстро и эффективней, выполнить устройство монолита с использованием специальной техники и с привлечением физического труда, только для точечных работ. К таким работам относится выравнивание котлована, армирование, утепление и гидроизоляция. Объемные же работы, такие как копка котлована и заливку плиты, рекомендуется выполнять, используя строительную технику. Так, например, если позволяют средства,  заливать плиту целесообразно за один раз, а не мешать раствор в ручную за несколько десятков раз. Таким образом, не создается слоистость в структуре плиты, достигается максимальная цельность.

заливка бетоном армосетки монолитного фундамента

 После выполнения всех работ, плита должна набрать прочность и «высохнуть» в теплое время года и в относительно сухом климате, этот процесс занимает до 1 месяца. Лучше всего, что бы свежий фундамент «перезимовал», отстоявшись до 6 месяцев, тогда он успеет осесть, и проявить все свои недостатки, если таковые будут иметь место.

  Подробнее про особенности ухода за фундаментом в статье: « Уход за фундаментом после заливки и его гидроизоляция»

Область применения и особенности расчета

Основное назначение – использование в качестве основания на слабых грунтах с предельным значением несущих способностей до 2.5 кг/см2. Сюда попадают пески – пылеватые и средней плотности, глины и суглинки пластичные, торфяные и увлажненные грунты. Причем именно уровень влажности грунта во многом определяет его несущие способности – при намокании он буквально «плывет», теряя свои прочностные свойства. Поэтому, дренажу, гидроизоляции и отмостке отведена важная роль при обустройстве этого вида основания.

Надежная гидроизоляция – важная составляющая любого фундаментаИсточник olestnicah.ru

В качестве одного из достоинств часто приводят аргумент, что монолитную плиту можно сделать своими руками. Но если даже не рассматривать вопросы выбора типа бетона и параметров арматурного каркаса, остается такой важный этап, как расчет размеров плиты. И если с площадью есть определенная ясность (размер дома плюс с каждой стороны небольшой запас), то толщину плиты рассчитать непросто.

Но в этот диапазон входит и «легкая постройка» в виде гаража или летней кухни, и двухэтажный дом с мансардой. Если сделать плиту недостаточно «толстой» или выбрать не ту толщину армирующего прутка (или размер ячейки), то она не сможет выдержать совокупной нагрузки. Излишний запас прочности приводит к удорожанию и без того недешевого основания, а избыточный объем бетонирования утяжелит всю конструкцию, и уже грунт может не выдержать совокупную нагрузку.

Есть еще один вариант с диаметрально противоположной сферой применения – плиту обустраивают на скальных и крупнообломочных грунтах с очень высокими несущими свойствами. В этом случае она скорее выравнивает площадку под строительство, а не перераспределяет нагрузку от конструкции.

Еще одна особенность этого основания – прокладку трубопроводов надо сделать на этапе нулевого циклаИсточник xpcenter.ru

Перечень необходимых материалов и инструментов

Прежде чем заливать бетон, необходимо подготовить ровную площадку и как следует утрамбовать её специальной машиной (виброплитой).Виброплита своими руками: (прочитать подробнее)

Перечень материалов, необходимых для устройства фундамента:

  • песок средней фракции;
  • щебень средней крупности;
  • геотекстиль;
  • пенополистирол экструзионный толщиной 100 мм;
  • дренажные трубы;
  • доски деревянные;
  • прутья арматуры;
  • проволока вязальная;
  • трубы разного диаметра для инженерных коммуникаций и водяного теплого пола;
  • нейлоновые хомуты;

Для работы понадобятся такие инструменты:

  • совковые и штыковые лопатки;
  • тачка;
  • нивелир;

L-блоки облицованы плоским шифером для выкладки фундамента.

  • строительный уровень;
  • шуруповерт;
  • нож;
  • болгарка;
  • виброплита;
  • глубинный вибратор;
  • ножовка;
  • бетономешалка;
  • кельма;
  • защитная одежда.