Монолитный фундамент своими руками: процесс и предварительный расчёт

На практике в строительстве применяется несколько конструкций фундаментов. Одна из самых распространённых – это монолитный. По сути это железобетонная монолитная плита, уложенная на некоторую глубину в землю.

Виды опалубки для монолитных бетонных поверхностей

Ранее для выполнения такой опалубки руководствовались СНиП III-15-76 и ГОСТ 23478-79.

Однако затем его заменили ГОСТ 52086-06, в котором кроме юридических терминов и схем установки опалубки про технологию работ пока ничего не сказано.

Т.е. теперь надо руководствоваться только паспортом завода-изготовителя на конкретный вид опалубки под конкретные конструкции.

Однако уточнили что, ГОСТ 52086-06 не распространяется на опалубку разового применения для уникальных и индивидуальных монолитных конструкций, поэтому мы и будем руководствоваться тем материалом, что и ранее.

Преимущества и недостатки монолитного основания

Преимущества и недостатки монолитного основания

Преимущества и недостатки монолитного основания
Преимущества и недостатки монолитного основания
Преимущества и недостатки монолитного основания

Монолитной плите можно придать любую форму, которая будет полностью повторять форму дома. И самое главное – это то, что такая конструкция основания здания обеспечивает полную герметичность, так как нет никаких конструктивных стыков, а сам бетон изготавливается с использованием водоотталкивающих присадок.

Преимущества и недостатки монолитного основания
Преимущества и недостатки монолитного основания
Преимущества и недостатки монолитного основания

Кроме явных достоинств, в монолитной конструкции имеются и некоторые недостатки. К ним можно отнести большие затраты времени необходимые для её строительства. Для заливки самой плиты потребуется значительный объём бетона и привлечение спецтехники.

Преимущества и недостатки монолитного основания
Преимущества и недостатки монолитного основания
Преимущества и недостатки монолитного основания

Расчёт монолитного перекрытия

Исходные данные

Независимо от выбранного способа монтажа опалубки необходим одинаково качественный результат и соблюдение размеров. Поэтому есть набор требований и расчётов, одинаковый для обоих методов.

Предположим, что нам нужно устроить монолитное железобетонное перекрытие над зданием прямоугольной формы с внутренней несущей стеной. Внутренние размеры помещений: 5х3,7 м и 5х2,5 м. Высота потолка 2,7 м.

Расчёт бетона

Площадь перекрытия будет равна:

  • S = 5 х (2,5 + 3,7) + 1 х 0,4 = 31,4 м2

При толщине 200 мм объём бетона будет равен:

  • V = 31,4 х 0,2 = 6,28 м3

Масса перекрытия будет равна:

  • М = 6,28 х 2500 = 15700 кг = 15,7 тонны

Расчёт арматуры

Для армирования перекрытия принят каркас арматуры А3 Ø 16 из двух зеркальных сеток с шагом 180 мм. Количество продольных стержней в одной сетке — ширина перекрытия, делённая на шаг:

  • Nпрод = 5000 / 180 = 27,7 = 28 шт.

Длина продольных стержней в одной сетке:

  • Lпрод = Nпрод х А = 28 х 6,6 = 184,8 = 185 м

Количество поперечных стержней в одной сетке — длина перекрытия, делённая на шаг 180 мм:

  • Nпопер = 6600 / 180 = 36,6 = 37 шт.

Длина поперечных стержней в одной сетке:

  • Lпопер = Nпопер х В = 37 х 5 = 185 м

Общая длина стержней в одной сетке:

  • L1 = Lпрод + Lпопер = 185 + 185 = 370 м

Общая длина стержней в каркасе перекрытия:

  • Lобщ = L1 х 2 = 370 х 2 = 740 м

На 1 м2 перекрытия приходится 740 / 31,4 = 23,5 пог. м арматуры.

На 1 м3 перекрытия приходится 740 / 6,28 = 117,8 пог. м арматуры.

Количество материала плоскости

При использовании фанеры для создания плоскости стола необходимо рассчитать количество целых листов (1220х2440 мм, 3 м2), исходя из линейных размеров помещений. Это делается для уменьшения отходов:

  • N = Sпом / Sлиста = 31,4 / 3 = 10,5 шт.

Итого необходимо 10 целых листов ламинированной фанеры. Оставшееся пространство можно зашить более дешёвым материалом — обычной фанерой или доской.

Если в качестве основного материала плоскости принята доска 100х25, то её объём будет:

  • Vдоски = 31,4 х 0,025 = 0,785 м3

Количество инвентарных балок

Специфика сборной опалубки в том, что она состоит из ригелей, на которые опираются балки. Шаг ригелей — не более 1,2 м, их располагают вдоль помещения. Шаг балок — 400–600 мм, и они обычно идут поперёк. Количество линий опорного ригеля будет равно ширине помещения, делённой на шаг. В нашем случае:

  • N1 = 3,7 / 1,2 = 3,08 , принимаем 3
  • N2 = 2,5 / 1,2 = 2,08 , принимаем 2
Читайте также:  Как отремонтировать деревянный пол в квартире и доме

Итого по две линии ригелей в каждом помещении. Это 10 балок по 2,8 м.

Поперечные балки рассчитываются, исходя из ширины помещений. В нашем случае — 10 шт. по 3,6 м и 10 шт. по 2,4 м.

Количество стоек

Телескопические инвентарные стойки устанавливают только под ригели с шагом 800–1000 мм. В нашем случае — пять линий по 5 метров — 25 метров. Делим на шаг — получаем количество:

  • Nстоек = 25 / 0,8 = 31,25 = 32 шт.

На каждую стойку приходится одна тренога и одна унивилка («корона»).

Совет. Подберите стойки максимальной высоты. Это даст удобство при разметке и установке горизонта. Стойка не должна быть выдвинута на максимум — чем больше вкладыша в штангу, тем она прочнее.

Возможности армирования – экономия и утепление

Использование армированных конструкций позволяет не только добиться существенного утепления всей постройки, но и заметно ускорить процесс возведения всего здания. Небольшой вес армированных плит и прочих конструкций значительно снижает нагрузку на фундамент, при этом сама конструкция получается весьма прочной и без труда выдерживает большое напряжение и длительное воздействие огня. Согласно статистике, деревянные перекрытия способны выполнять свои функции при огневом воздействии около 25 минут, тогда как монолитные плиты выдержат больше часа.

Использование этой конструкционной составляющей позволяет стоить здания любых размеров и сложности. С помощью плит перекрытия можно исправлять неправильную геометрию помещения и создавать нестандартные по габаритам перекрытия. Возможности планировки дома возрастают в разы, поскольку опорой для подобного типа перекрытия могут служить не только сами стены, но и внутренние арки и колонны.

Мастера сайта подготовили для Вас специальный калькулятор Калькулятор монолитного перекрытия. Вы легко сможете рассчитать монолитное перекрытие.

Опалубка для балочного перекрытия

При ее создании не обойтись без использования железобетонных балок. Именно этот элемент оказывает основную нагрузку от здания. В связи с этим, создавать опалубку лишь для перекрытий недостаточно. Балки также требуют проведения подобных работ. Сбор опалубки нужно начинать сразу после установки колонн.

Балки укладываются в специально подготовленные пазы, находящиеся в опалубке колонн. Далее устанавливаются выдвижные стойки при условии соблюдения требований по высоте. Использование треноги является обязательным условием для установки опорного элемента. Эти нижние части конструкции стоек соединяются ригелями. Подобные действия сделают перекрытие еще более устойчивым.

На следующем этапе выполняется установка стенок опалубки. Они в обязательном порядке должны быть соединены между собой, а также с днищем. Для этих целей используются специальные крепежи. Когда нужно дополнительно укрепить конструкцию, делается деревянный настил из нескольких балок. Под каждую из них подставляются телескопические стойки. Завершающий этап сборки опалубки– установка боковых щитов и создание армирующего каркаса. По окончанию работ необходимо проверить следующие аспекты:

  • Правильность расположения балок и прочих деталей.
  • Наличие прогибов. Быть их не должно.
  • Проведена ли процедура юстировки.

Расчет стоек для горизонтальной опалубки перекрытия

Система позволяет возводить и прямые, и наклонные перекрытия (в качестве которых можно использовать ламинированную фанеру). В промышленном строительстве расчет стоек выполняется на стадии проектирования в составе ПОС и ППР. Контроль расчета количества и необходимых параметров выполняется по таблице:

В частном домостроении опалубка для устройства перекрытий используется реже, но можно выполнить самостоятельный расчет, опираясь на следующую формулу:

Количество опорных осей Ко:

К0=(Ш/Д+1) Х (д/Др+1), где

Расчет стоек для горизонтальной опалубки перекрытия
  • Ш – ширина заливки бетоном (в см);
  • Д – длина заливки (в см);
  • Др – длина ригеля, соединяющего конструкцию в горизонтальной плоскости.
Читайте также:  Утепление перекрытия деревянного дома между первым и вторым этажом

Количество унивилок и опор вычисляется также. Обычно, для нормального запаса прочности достаточно 1-й стойки на 1,5 перекрытия, толщиной до 300 мм.

Для заливки бетоном, толщиной свыше 300 мм, лучше не экономить на числе треног для поддержки, и использовать по одной треноге на каждую. Для невысоких и тонких перекрытий можно устанавливать треногу через одну стойку.

Основные правила армирования

Перед работой по армированию нужно познакомиться с некоторыми важными правилами, которые необходимо знать:

  1. Установка армирования происходит способом съемной опалубки. В нее укладывают арматурный каркас, и заливают все жидким бетоном.
  2. Для заливки необходимо применять марку бетона М200.
  3. Для создания каркаса нужно использовать стальную арматуру сечением от 8 до 14 мм.
  4. Опалубку можно соорудить из обычной фанеры и досок. Но необходимо приобрести телескопические стойки, они выдерживают нагрузку до 2-х тонн, соорудить подобную конструкцию подручными средствами не удастся. Чтоб не покупать, ее можно приобрести в аренду в строительной фирме.
  5. Толщина плиты перекрытия зависит от ширины перекрываемого пролета. Их соотношение составляет 1 к 30, толщина при этом должна быть от 150 мм. При минимальной толщине сооружается однослойное армирование плиты. Если ширина плиты равна 6 м, то толщина ее должна составлять не менее 200 мм. Если же пролет обладает еще большей шириной, то нужно сделать двухслойный каркас и дополнительно усилить его с помощью ребер жесткости.
  6. На схеме армирования необходимо делать усиление на центре, местах соединения с опорами, зонах повышенной нагрузки на плиты и местах с отверстиями.

Расчет монолитной плиты, опертой по контуру ↑

Параметры монолитной плиты ↑

Понятно, что вес литой плиты напрямую зависит от ее высоты. Однако, помимо собственно веса она испытывает также определенную расчетную нагрузку, которая образуется в результате воздействия веса выравнивающей стяжки, финишного покрытия, мебели, находящихся в помещении людей и другое. Было бы наивно предположить, что кому-то удастся полностью предугадать возможные нагрузки или их комбинации, поэтому в расчетах прибегают к статистическим данным, основываясь на теории вероятностей. Таким путем получают величину распределенной нагрузки.

К примеру:

Здесь суммарная нагрузка составляет 775 кг на кв. м.

Одни из составляющих могут носить кратковременный характер, другие – более длительный. Чтобы не усложнять наши расчеты, условимся принимать распределительную нагрузку qв временной.

Как рассчитать наибольший изгибающий момент ↑

Это один из определяющих параметров при выборе сечения арматуры.

Напомним, что мы имеем дело с плитой, которая оперта по контуру, то есть, она будет выступать в роли балки не только относительно оси абсцисс, но и оси аппликат (z), и будет испытывать сжатие и растяжение в обеих плоскостях.

Как известно, изгибающий момент по отношению к оси абсцисс балки с опорой на две стены, имеющей пролет ln вычисляют по формуле mn = qnln2/8 (для удобства за ее ширину принят 1 м). Очевидно, что если пролеты равны, то равны и моменты.

Если учесть, что в случае квадратной плиты нагрузки q1 и q2 равны, возможно допустить, что они составляют половину расчетной нагрузки, обозначаемой q. Т. е.

Иначе говоря, можно допустить, что арматура, уложенная параллельно осям абсцисс и аппликат, рассчитывается на один и тот же изгибающий момент, который вдвое меньше, нежели тот же показатель для плиты, которая в качестве опоры имеет две стены. Получаем, что максимальное значение расчетного момента составляет:

Что же касается величины момента для бетона, то если учесть, что он испытывает сжимающее воздействие одновременно в перпендикулярных друг другу плоскостях, то ее значение будет больше, а именно,

Как известно, для расчетов требуется единая величина момента, поэтому в качестве его расчетного значения берут среднее арифметическое от Ма и Мб, которое в нашем случае равно 1472.6 кгс·м:

Как выбрать сечение арматуры ↑

В качестве примера произведем расчет сечения стержня по старой методике и сразу отметим, что конечный результат расчета по любой другой дает минимальную погрешность.

Какой бы способ расчеты вы ни выбрали, не надо забывать, высота арматуры в зависимости от ее расположения относительно осей x и z будет различаться.

В качестве значения высот предварительно примем: для первой оси h01 = 130 мм, для второй – h02 = 110 мм. Воспользуемся формулой А0n = M/bh20nRb. Соответственно получим:

  • А01 =
  • А02 =

Из представленной ниже вспомогательной таблицы найдем соответствующие значения η и ξ и посчитаем искомую площадь по формуле Fan= M/ηh0nRs.

Получаем

  • Fa1 = 3,275 кв. см.
  • Fa2 = 3,6 кв. см.

Фактически, для армирования 1 пог. м необходимо по 5 арматурных стержня для укладки в продольном и поперечном направлении с шагом 20 см.

Для выбора сечения можно воспользоваться нижележащей таблицей. К примеру, для пяти стержней ⌀10 мм получаем площадь сечения, равной 3,93 кв. см, а для 1 пог. м она будет в два раза больше – 7,86 кв. см.

Сечение арматуры, проложенной в верхней части, было взято с достаточным запасом, поэтому число арматуры в нижнем слое можно уменьшить до четырех. Тогда для нижней части площадь, согласно таблице составит 3,14 кв. см.

На заметкуДля расчета подобной плиты в панельном доме согласно имеющимся методикам расчета обычно применяют корректирующий коэффициент для учета также пространственной работы конструкции. Он позволяет примерно на 3–10 процентов сократить сечение. Однако многие специалисты считают, что, в отличие от заводских, для монолитных плит его использование не столь уж обязательно, поскольку при таком подходе возникает необходимость в ряде дополнительных расчетов, к примеру, на раскрытие трещин и прочих. И потом, если центральную часть армировать стержнями большего диаметра, то прогиб посередине будет изначально меньше. При необходимости его можно достаточно просто устранить или скрыть под финишной отделкой.

Гидроизоляция и утепление

При выполнении любого фундамента, необходимо позаботиться о его защите, для этого выполняют гидроизоляцию всего основания, а также утепление, чтобы уменьшить потери тепла, особенно если эти будет жилое помещение.

Гидроизоляция фундамента выполняется со всех его сторон:

Гидроизоляция и утепление
  • Нижняя часть основания покрывается рулонными материалами еще в момент сбора опалубки. Чаще всего для этих целей применяют рулонный рубероид, который укладывают на песчаную подушку. Рубероид укладывают с нахлестом и наплавляют с помощью специальной газовой горелки. Также рулонные материалы оставляют с запасом по торцам, чтобы в дальнейшем защитить торцы фундамента.
  • Торцы (боковая часть) фундамента как уже говорилось выше, гидроизолируют за счет материала подошвы, который в дальнейшем заворачивается наверх фундамента.
  • Верхняя часть плиты может защищаться различными гидроизолирующими материалами (рулонными или обмазочными).

Утепление фундамента может выполняться также со всех его сторон. Чаще всего поверх гидроизоляционного материала укладывают теплоизоляцию, после чего уже заливают бетонный раствор. Однако более эффективным способом утеплением будет укладка материала уже на готовую плиту перед устройством пола в помещении. В качестве утеплителя можно использовать пенопласт или пенополистирол толщиной около 50-100 мм.

Виды опалубок

Схема плиты перекрытия.

Для сборки опалубки можно использовать как телескопические стойки фабричного производства, так и деревянные доски или брус.

Телескопические стойки, которые берутся в аренду у строительных фирм, имеют грузоподъемность от 1,2 тонн до 1,5 тонн. Они снабжены треногами, которые придают им устойчивость. Телескопические стойки позволяют отливать перекрытия высотой до 4,5 м.

Виды опалубок

Если в доме запланированы потолки выше 4,5 м, то самостоятельно собранная опалубка из дерева здесь не подойдет. Для отливки высоких перекрытий должны использоваться или строительные леса из стоек, или опалубочные элементы, такие как блоки и туры.

При невысоких потолках, не превышающих 3,5 м, опалубка из деревянного бруса и досок достаточно надежна. Кроме того, брус и доски можно будет в дальнейшем использовать для строительства крыши или следующего этажа.