Возведение монолитных перекрытий: правила и расчеты

Экономически оправдан плитный фундамент при высоком УГВ, на глинистых грунтах для кирпичных коттеджей. Плита обладает максимальной несущей способностью ввиду большой опорной поверхности. Однако для обеспечения конструкционной прочности необходим точный расчет толщины конструкции, укладка двух арматурных сеток.

Сборная и монолитная плита перекрытия – варианты конструкций

В процессе строительства производственных зданий и жилых домов применяются разные виды железобетонных конструкций, а именно:

  1. Монолитные – их создание не предусматривает привлечение тяжелой грузоподъемной техники. Технология предполагает сооружение щитовой опалубки, в которую устанавливают каркас, выполненный из арматурных прутьев, которые впоследствии заливают бетонной смесью.
  2. Сборно-монолитные – в данном случае используются готовые железобетонные плиты, которые устанавливают на несущие стены здания. Далее осуществляется усиление конструкции посредством укладки арматуры и ее заливки слоем бетонного раствора (минимальная толщина слоя составляет 100 мм). Высота готового перекрытия включает не только величину самой плиты, но также толщину бетонного слоя.
  3. Сборные – технология укладки предполагает использование нужного количества панелей, созданных в заводских условиях. Пролет монолитного перекрытия (его длина) определяется расстоянием между двумя несущими стенами. Установка плит выполняется при помощи грузоподъемной техники, затем осуществляется анкеровка плит и герметизация швов, которые присутствуют между их торцами.

Если говорить о частном строительстве, то в данном случае выбор делается в пользу монолитных изделий. Это обусловлено простотой их установки, отсутствием необходимости в привлечении грузоподъемной техники и возможностью отказаться от сооружения деревянной опалубки, для создания которой также можно использовать профнастил. В результате нижнюю часть перекрытия, созданную из металлического профиля, не нужно отделывать. Однако данная методика требует от застройщика строгого соблюдения требований, изложенных в проектной документации, а также учета особенностей конструкции строения.

Сборная и монолитная плита перекрытия – варианты конструкций

Монолитное перекрытие частного дома.

Армирование и заливка бетоном

После того как плита сформирована, можно укладывать арматурную сетку. Для небольших помещений ее несложно связать самостоятельно. Прутья кладутся по длине, без промежутков. Точки пересечения прутьев, уложенных в виде сетки, связываются проволокой или крепятся с помощью сварки. Для жилого дома при толщине плиты 200 мм шаг арматуры в плите перекрытия должен быть 200 на 200. При использовании сварочного аппарата стержни брать лучше потолще, так как в процессе сваривания часть металла плавится, что может уменьшить несущие способности изделия. Вязку сетки необходимо производить специальным крючком, но здесь нужна определенная сноровка.

Поэтому при строительстве частных домов это делают с помощью пассатижей. Готовые сетки укладываются внахлест и тоже обвязываются проволокой. Иногда для большей прочности кладется еще одна металлическая решетка, но в этом случае их должен разделять слой бетонного раствора. Для приготовления раствора вручную нужно взять три части песка, пять частей гравия или щебня и 20% воды. Плиту нужно заливать быстро, поэтому здесь понадобятся помощники.

Вначале соединяются все сухие компоненты, потом наливается вода. Для перемешивания раствора выгоднее использовать бетономешалку. При заливке используется вибратор, но если его нет, можно применить молоток, которым в процессе заливки равномерно постукивать по сетке и по опалубке. Чтобы не образовывались трещины, надо регулярно по поверхности бетона разбрызгивать воду. Плита будет готова через месяц. Для проверки высыхания надо положить кусок рубероида и оставить на сутки. Если под ним будет сухо, значит, перекрытие готово для эксплуатации.

Типы монолитных перекрытий

Балки и ригели, элементы балочного перекрытия, становятся одним целым с монолитной конструкцией.

Выделяют балочные и безбалочные системы плит. Балочный тип характеризуется наличием ригелей, которые располагаются либо поперек строения, либо крест-накрест. Безбалочное монолитное перекрытие не имеет выступающих ребер. Как показывает практика, целесообразней всего применять поперечное расположение ригелей. Но все-таки окончательный вариант зависит от назначения возводимого монолитного перекрытия, направлением в помещениях технологических потоков, характером размещения нагрузок, методом устройства жесткости каркаса, можно разместить крупногабаритное оборудование на ригелях конструкции непосредственно, на отдельный ригель нагрузка снижается. При устройстве монолитной конструкции балки и ригели становятся одним целым с плитами.

У безбалочного типа монолитного перекрытия отсутствуют выступающие ребра ригелей. Вместо них выступают участки плит 0,2-0,3 от места, где находится пролет. Им отведена роль плитных плоских ригелей, которые работают между колоннами в пролет по схеме балок. Из-за этого исключается устройство отверстий и проемов в участках междуколонных плит монолитного перекрытия, в этом качестве может применяться срединная часть монолитной плиты. Принимаются монолитные конструкции толщиной, которая примерно равна 1/32 самого большого пролета, и если пролет не превышает 6 м, проще изготавливать плиты монолитного перекрытия плоскими.

Преимущества

Высокая несущая способность – главное достоинство конструкции данного типа. Благодаря большой площади опирания фундамент способен обеспечить устойчивость даже очень тяжелого строения на слабых и пучинистых грунтах. При колебаниях почвы монолитная ж/б плита плавно «дрейфует» на песчано-гравийной подушке, обеспечивая высокую надежность и целостность сооружения.

Стойкость к сильным деформациям и прогибам.

Вариативность конфигурации дома – подобное основание может быть возведено для коттеджей любой геометрической формы.

Конструктивные особенности

Как уже говорилось, балка состоит из оцинкованного профиля (полки), 120 х 40 мм, к которому приварен треугольный арматурный каркас. Верхнее продольное армирование делают из прутка диаметром 8 мм, а нижнее – из двух прутков диаметром 12 мм. Но есть нюанс. Когда необходимо выполнить длинный безопорный пролёт, то балку усиливают за счёт дополнительного армирования. Снизу в каркасе предусматривают третью продольную арматуру расчётного диаметра, например, 25 мм для балки длиной 9 м. Верхнее и нижнее армирование объединяют в единую конструкцию поперечной диагональной арматурой диаметром 5 мм.

Для заполнения перекрытия можно использовать газобетонные блоки любой марки по плотности – D400, D500. Притом плотность газобетона мало влияет на несущую способность перекрытия, ведь блоки выполняют функцию несъёмной опалубки, а за восприятие нагрузки отвечает железобетонная плита.

Стандартный размер применяемых блоков – 625 х 200 х 250 мм. Блок с каждого торца должен опираться на оцинкованный профиль на величину не менее 40 мм. Исходя из этого, шаг между балками должен быть 725 мм.

Может возникнуть вопрос: безопасна ли конструкция, где блоки зажаты между балок? Не вывалятся ли они? Конечно, нет. Подобные перекрытия активно применялись ещё в советское время, и тогда блоки просто зажимались между балками. Но за счёт бетонирования они соединялись в монолитное единое целое, и никаких проблем с перекрытиями не было. В современных балках предусмотрены полки для удержания блоков, так что надёжность конструкции ещё выше.

Обратите внимание: несмотря на заполнение газобетоном – материалом с хорошими теплозащитными свойствами – сборно-монолитные перекрытия требуется утеплять, если они отделяют тёплые помещения от улицы.

Высота плавающей плиты над поверхностью

Согласно нормативам СП плитный фундамент можно заглублять на любое расстояние, ориентируясь на уровень УГВ, состав почвы. Однако, чем выше расположена плита над поверхностью, тем больше ресурс у стеновых материалов. Например, ремонтопригодность нижних венцов сруба гораздо выше, если они находятся над землей.

Поэтому для брусовых, бревенчатых срубов обычно применяются плиты с ребрами жесткости:

  • чашеобразная – отливается плита, после набора прочности бетона монтируется опалубка, изготавливаются ж/б балки под несущими стенами
  • перевернутая чаша – наружные щиты опалубки выше, внутренние остаются под бетонной конструкцией на весь период эксплуатации, внутренний периметр заполняется песком либо укладывается пенополистирол для утепления конструкции

На пучинистых грунтах необходим расчет сечения арматуры, ячейки сетки нижнего, верхнего пояса. Запрещено жестко связывать фундаменты присторев, отмостку с плавающей плитой. Различные нагрузки, неравномерное промерзание почв под этими конструкциями могут привести к раскрытию трещин в железобетоне.

Высота плавающей плиты над поверхностью

В этом случае расчет производится на растяжение подошвы от сборных нагрузок, верхней поверхности плиты при возникновении сил пучения.

Читайте также:  Грамотное армирование монолитной ж/б плиты

Внимание: Нижняя сетка может изготавливаться из прутков 10 – 16 мм, так как сборные нагрузки присутствуют всегда. Нижняя сетка вяжется из стержней 8 – 14 мм, поскольку вспучивание частично уравновешивается весом дома.

Таким образом, плитный фундамент для надворных построек имеет толщину от 10 см. Для опирания коттеджа потребуется расчет несущей способности. На выбор толщины влияет размер защитного слоя бетона, минимально допустимое расстояние между арматурными сетками.

Этапы возведения монолитного фундамента своими руками

Приступаем к снятию грунта, для песчаной подушки под фундамент. Сначала убираем земляной травянистый слой, необходимо нанять экскаватор или бульдозер(стоит отметить что делать выемку грунта следует гладким ковшом без зубов, дабы избежать разрыхления и перемешивания с последующим слоем почвы).

Глубина котлована зависит от результата геологических изысканий. На конкретном пример, мы столкнулись с глиной, пластами и ничего больше там не было, толщина пластов доходила до 2 метров и больше, глубина промерзания грунта приблизительно 1,5 метра, в идеале всю эту глину нужно убирать, так как глина в чистом виде является нестабильным грунтом, подвержена пучению и подвижностью, чуть ниже рассмотрим, что это значит.

В нашем случае глубина котлована составила более 70 см. (так же стоит отметить что копать котлован нужно не конкретно под размер фундамента, а с запасом по периметру от 1-1,5 метров).

Песчаная подушка

После снятия грунта на определенную глубину. Завозим ПГС в нашем случае толщина составила 1 м., все это как следует трамбуем виброплитой или вручную, очень трудоемкий и долгий процесс. Далее, укладываем геотекстиль, завозим щебень фракция 20-40 мм, опять же все трамбуем как следует, толщина слоя 20 см.

(Важный момент, при засыпке и трамбовке песчаной подушки обязательно стоит проверять ровность поверхности с помощью оптического нивелира, чтобы вся поверхность и все углы были в плоскости).

Этапы возведения монолитного фундамента своими руками

Гидроизоляция и утепление

Следующий этап это гидроизоляция и утепление нашего фундамента укладываем гидроизоляцию, в качестве утеплителя используем, например, пеноплекс толщиной 50 мм в 2 слоя в шахматном порядке, первый слой укладываем по всей площади песчаной подушки, второй слой укладывается непосредственно под площадь плиты(это делается для того что первый слой утеплителя выступал из под плиты как раз на 1-1,20 м, для будущей отмостки, плюс отмостку тоже важно утеплить, таким образом мы убиваем 2 зайцев сразу).

Утепление фундамента снаружи

Опалубка

Пример опалубки для монолитного фундамента

Арматура

Армирование фундамента, достаточно трудоемкий и ответственный процесс, от того как качественно сделано армирование будет зависеть прочность как самой плиты, так и самого строения. Для незначительных построек, например, гаража или летнего домика можно использовать и армирующую сетку с ячейкой 10-15 см. Для армирования фундамента с достаточной нагрузкой, необходимо использовать ребристую (для максимального сцепления с бетоном) арматуру диаметром 12-16 мм. Опять же толщина зависит от толщины плиты и нагрузке на нее, по логике, чем толще арматура, тем прочнее и жестче основание, но не стоит забывать, что обвязку рекомендовано делать в несколько рядов, отсюда вывод, что чем толще арматура, тем меньше бетона мы сможем залить.

Проставка «стульчик»

Желательно брать нарезанную арматуру, а укладывать по все длине фундамента. Стандартная длина прута 11,7 м., например, в нашем случае фундамент 9х7, укладываем на всю длину на 9 метров, отрезаем излишки и т.д., если нет такой возможности и вы сами привезли арматуру, а максимальная длина вашей машины 3 метра, то связывать арматуру между собой необходимо с нахлестом 10-15 см.

После того как связали первый слой, вяжем второй, расстояние между первым слоем и вторым может составлять от 20-40 см. В нашем случае расстояние составляло 20 см. Так же нужно иметь ввиду, что не стоит подводить арматуру вплотную к опалубке, должен оставаться зазор от 2-5 см.

Заливка бетона

Этапы возведения монолитного фундамента своими руками
  • подушка насыпана;
  • опалубка собрана;
  • арматура навязана, подходим к финишной черте.

К этапу заливки фундамента, у вас уже все должно быть просчитано, а именно: количество кубов бетона и его марка. Необходимо позаботиться и подготовить подъезд автотранспорта на удобное расстояние, как можно ближе к месту заливки. Если вы заливаете большой объем, то желательно взять машину с бетононасосом, а если объем маленький, то вполне подойдет обычная бетономешалка с выдвижным лотком. (Советуем проконсультировать заранее в фирме, где будете заказывать бетон).

Читайте также:  Опирание плит перекрытия на стены

Основополагающим фактором и критерием отбора бетона является его марка. В чем разница между марками бетона? Разницы заключается в том, что чем выше марка, тем больше цемента входит в состав бетонной смеси.

Придерживаясь официального регламента СНиП для заливки фундамента бетон не должен быть ниже марки М-250.

Шаг  Подбираем класс бетона

Именно монолитную плиту перекрытия, в отличие от деревянных или металлических балок, рассчитывают по поперечному сечению. Ведь бетон само по себе – неоднородный материал, и его предел прочности, текучести и других механических характеристик имеет значительный разброс.

Что удивительно, даже при изготовлении образцов из бетона, даже из одного замеса получаются разные результаты. Ведь здесь много зависит от таких факторов, как загрязненность и плотности замеса, способов уплотнения других различных технологических факторов, даже так называемой активности цемента.

При расчете монолитной плиты перекрытия всегда учитывается и класс бетона, и класс арматуры. Само сопротивление бетона принимается всегда на значение, на какое идет сопротивление арматуры. Т.е., по сути, на растяжение работает именно арматура. Сразу оговоримся, что здесь существует несколько расчетных схем, которые учитывают разные факторы. Например, силы, которые определяют основные параметры поперечного сечения по формулам, или расчет относительно центра тяжести сечения.

Причины необходимости выполнения расчета

С помощью предварительных расчетов мы уточняем:

  • толщину плиты фундамента. Расчетные действия зависят от почвенного состава: параметры высот песчано-гравийной подсыпки и железобетонной основы могут иметь существенные различия;

Причины необходимости выполнения расчета
  • площадь плитного основания. На сильно подвижных и зыбких землях площадь основы может превышать аналогичный показатель объекта, чтобы обеспечивалась требуемая устойчивость;
  • количество требуемых стройматериалов, из которых планируется возведение фундаментного основания;
  • нагрузочное воздействие на плиту.

Если окончательно не определили для себя тип фундаментного основания, рекомендуем изучить все достоинства и недостатки плитного фундамента. В определенных ситуациях застройщики останавливаются на комбинированном варианте из плит и свайных опор, или отдают предпочтение универсальному методу – дорожным плитам.

Как правильно залить бетон

Для бетонирования перекрытия используется бетон марки не ниже М200. В качестве заполнителей применяется песок и щебень фракции не более 20 мм. Заливка выполняется в один прием. Раствор равномерно распределяется по всей опалубке, толщина слоя контролируется с помощью маяков.

Чтобы избавиться от воздушных пузырей, бетон необходимо уплотнить глубинным вибратором. Если его нет, то уложенный раствор многократно протыкается штыковой лопатой.

После укладки слой бетона накрывается пленкой и в течение 2-3 дней смачивается водой, чтобы при усадке на поверхности не появлялись микротрещины. Опалубка снимается поэтапно через 20 дней после бетонирования. В первую очередь демонтируются стойки, расположенные возле стен, на следующий день удаляются остальные стойки и разбирается вся опалубка.

Как правильно залить бетон

Как построить мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками. как правильно его армировать и заливать, читайте на нашем сайте.

Для создания прочного монолитного перекрытия необходимо соблюдать следующие требования:

  • толщина плиты определяется величиной пролета, соотношение с которой должно быть 1:30 (но не менее 150 мм);
  • опалубка состоит из вертикальных опор и основы из продольных и поперечных брусьев, на которую укладываются листы влагостойкой фанеры;
  • шаг установки опор – 1 м, укладки продольных брусьев – 2 м, поперечных – 0,5 м;
  • для компенсации растягивающих и сжимающих нагрузок, действующих на плиту перекрытия, требуется установка двойного армирующего каркаса;
  • каркас изготавливается из арматуры диаметром 10 мм и соединительных элементов диаметром 8 мм;
  • нижний и верхний ярус состоит из стержней, уложенных в продольном и поперечном направлении и образующих ячейки размером 20х20 см;
  • бетонирование плиты выполняется в один прием с обязательным уплотнением раствора;
  • опалубка демонтируется через 20 дней после заливки бетона.