Содержание, карта.

Для каких целей устраивают песчаную подушку под подошвой фундаментов мти


Особенности песчаной подушки под фундамент

Песчаная подушка под фундамент позволяет исправить недостатки грунта. Поэтому ее рекомендуют делать всегда, независимо от типа выбранного фундамента. Это обеспечивает длительный срок службы дома. Поэтому выбору песка и соблюдению технологии нужно уделить больше внимания.

Зачем нужна подушка из песка

Зачем нужна песчаная подушка под фундамент, важно выяснить перед строительством дома. Это очень полезный элемент, который:

  1. Помогает исправить неровности котлована и траншеи. Это позволяет сэкономить бетонный раствор.
  2. Уменьшает нагрузку на почву.
  3. Позволяет избежать подвижности грунта во время весенних паводков.
  4. Улучшает прочность просадочного и нестабильного грунта.
  5. Используется для замены пучинистой земли, чтобы увеличить несущую способность. Это сделает фундамент прочным, целостным, увеличивает его долговечность.
  6. Облегчает процесс постройки дома на болотах.
  7. Не дает талым водам подмачивать основание здания, а также защищает от проникновения грунтовых вод.
  8. Делает фундамент устойчивым к воздействию высоких температур.
  9. Обеспечивает стабилизацию конструкции, не позволяет ей оседать.

Учитывая эти функции, становится понятно, для чего она нужна.

Какой песок лучше

Какой песок нужен зависит от местности. Специалисты рекомендуют воспользоваться гравелистым песком. Он обеспечит уплотнение, и конструкция не усядется через некоторое время.

Но часть строителей отдают предпочтение прослойке из песка и щебня, так как эта смесь предотвращает подтопление и выравнивает поверхность.

Песок или щебень – это популярные материалы, но не менее часто используют и песчано-гравийную подушку под фундамент.

Устройство в зависимости от фундамента

Для чего нужна песчаная подушка под фундамент знают все строители. Но не каждый специалист убежден в ее эффективности. Есть мнение, что для определенных вариантов он не подходит.

Ленточный

Ленточный фундамент используют с небольшой толщиной песчаной подушки только для зданий небольшого размера.

Расчет песчаной подушки нужно проводить так, чтобы ее ширина была на несколько десятков сантиметров больше ширины ленты.

Чтобы выровнять грунт и избежать проникновения жидкости в фундамент, а также для других целей, все действия нужно выполнять в правильной последовательности:

  1. Помещают слой песка, какой необходим для данного типа грунта и ровно его распределяют по площади.
  2. Умеренно увлажняют песок водой, чтобы он плотнее уселся, и его легче было утрамбовать.
  3. Чтобы получилась плотная подушка без пустот, и дом не просел, для утрамбовки прибегают к специальной строительной технике.
  4. Выполняют устранение любых неровностей на подушке, чтобы этого не пришлось делать в дальнейшем во время сооружения фундамента.
  5. Обрабатывают рабочую поверхность гидроизоляционным слоем.

Важно проверить тщательность утрамбовки. Если на ней не будет следов, значит, работа проведена правильно.

Песчаная подушка под фундамент не нужна, если используется монолитное основание. Это возможно при условии непучинистого грунта. Также подушка под фундамент без песка допускается, если в планах построить дом на песчаной почве.

Создать основание из ФБС невозможно без песчаной подушки. Такой фундамент на песчаной подушке без заглубления требует предварительного выравнивания неровностей, образовавшихся после снятия разрыхленного слоя грунта.

Если поставить фундамент из блоков сразу на грунт, то под ним образуются пустоты и дом постепенно неравномерно просядет.

Столбчатый

Столбчатый фундамент – это прочное основание, но его нужно подкрепить песком и гравием. Что сначала песок или щебень следует выяснить, чтобы не допустить серьезных ошибок. Сначала под свайный фундамент помещают твердые фракции гравия среднего размера и разбавляют все это песком. Чтобы компоненты прилегли друг к другу поплотнее, их заливают небольшим количеством воды и трамбуют.

Высота песчаной подушки допускается до 30 см.

В конце на поверхность кладут полиэтилен, чтобы в подушку не впитывалась вода.

Плитный

Фундамент плита на песчаной подушке имеет такое же устройство, как и ленточный, но выполняется по всей площади котлована. Для создания правильной прослойки, необходимо выяснить, как сделать, и нужна ли она для этого типа основания. Процедура проводится так:

  1. Вырывают отверстие в земле под фундамент и тщательно ровняют его дно.
  2. Помещают туда определенное количество гравия или щебня. Сколько сантиметров насыпать определяют по плотности грунта. Если она небольшая, то достаточно пятнадцати сантиметров.
  3. На щебень насыпают песок. Какой лучше речной или карьерный выбирают на свое усмотрение. Если планируется небольшой коттедж, то достаточно будет 10 см. Это позволит распределить нагрузку одинаково на всю площадь основания.
  4. Утрамбовывают с применением виброплиты.

Нужна или нет прослойка, многие строители спорят. Но большинство сходится на мнении, что без нее не обойтись.

Перед установкой фундамента покрыть песок гидроизоляцией.

Делаем подушку правильно

Если основание будет плохого качества, то возможен разрез стен, разрушается цоколь и появляются другие проблемы.

Под подошву фундаментов обязательно помещают геотекстиль. С помощью этого средства снижают риск проникновения влаги к основному материалу. Дальше необходимо насыпать слой выбранного материала.

Прежде чем приступать к работам, нужно очистить песок от загрязнений с помощью просеивания.

Когда весь материал будет засыпан, смыкают водоотталкивающий материал. В конце добавляют песка, но не больше, чем на пол сантиметра, чтобы незаглубленный фундамент на песчаной подушке не ухудшил свойства защитного покрытия.

Песчаная подушка на глине также используются в строительстве дома, но иногда лучше прибегнуть к более прочным вариантам. Решение принимают в зависимости от того, на каком грунте будет строиться здание. Если подземные воды рядом с поверхностью, то лучше создать прочную подошву, чтобы избежать проблем в будущем.

Согласно СНИП – строительным нормам и правилам, какой песок используют и высоту его насыпа определяют с расчетов и условий местности. Если они нормальные, то:

  1. Для ленточного фундамента достаточно пятнадцатисантиметрового насыпа. После утрамбовки он должен быть высотой до 30 см.
  2. Плиточное основание требует подсыпки в 10-15 см, а кирпичное – 25 см.
  3. Если фундамент на столбцах или сваях, то требуется смесь из щебня и песка до 30 см, а иногда и до 60 см.

Если местность заболочена или подземные воды слишком близко к поверхности, то нужна помощь людей, разбирающихся в этих вопросах. Они определят для чего песчаная подушка под фундамент в этом случае и из чего ее сделать. Обычную прослойку для таких случаев использовать нежелательно. Чтобы повысить эффективность, нужно продолжить водоотводы, дренаж.

Для каких целей устраивают промежуточное звено между почвой и фундаментом, так это для соединения постройки с грунтом.

Во время насыпания нужно соблюдать ряд рекомендаций:

  1. Сформировать откосы с крутизной в 1:1,15.
  2. Посеять траву, выполнить одерновку и укрепить почву другими доступными способами.
  3. Выполнить уклон не менее трех градусов от центра к наружной стороне.
  4. Под подошвой фундаментов МТИ обязательно поместить геотекстиль.

Для обычного песка подходит любое подручное средство, но если добавить гравий, понадобится более тяжелая артиллерия в виде:

  • виброноги. Для ее работы установлен мотор, который работает на дизельном топливе. Утрамбовывает материал большая пята.
  • виброплиты. Подходит для устройства оснований плитного типа;
  • виброкатка. С его помощью уплотняют песочную прослойку на строительных площадках большого размера.

Подобный подход к созданию подложки отличается массой преимуществ:

  • не нужно много тратиться на материалы;
  • почта не страдает от чрезмерной нагрузки;
  • не нужно брать в аренду дорогую строительную технику, так как сделать насыпь более плотной можно доступными средствами.

Поэтому такие основания пользуются большой популярностью в строительстве. Они обеспечивают устойчивость фундамента и защищают дом от усадки, разрушения цоколя и других повреждений, которые способны повлечь за собой существенные финансовые затраты.

Архитектурно-строительные конструкции - Стр 3

Подвижные воды при соответствующих скоростях перемещения могут размывать грунт основания или материал фундамента. Агрессивные примеси в воде могут разрушительно действовать и на грунт, и на фундамент. Напорные грунтовые воды затрудняют выполнение гидроизоляции фундаментов, осложняют эксплуатацию подвалов.

Промерзание грунтов. На обширных территориях нашей страны верхние слои грунта значительную часть года имеют отрицательную температуру. Грунты, хотя бы часть воды в которых находится в замерзшем состоянии, называют мерзлыми. Различают се- зонно-мерзлые и вечномерзлые грунты. Сезонно-мерзлые промерзают на определенную глубину только в зимний период. Вечномерзлые оттаивают на определенную глубину в летний период. Глубина сезонного промерзания зависит от климатических условий и вида грунта. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» дает карты величин сезонного промерзания. СНиП дает нормативные глубины промерзания для глинистых грунтов. Чтобы получить значения для супесей, песков мелких и пылеватых, эти глубины следует принимать с поправочным коэффициентом (глинистые грунты промерзают при температуре –1 оС; супеси, пески и пылеватые – при –0,2 оС; остальные же грунты – при 0 оС).

Необходимо тщательное изучение условий промерзания грунтов и, при необходимости, применение специальных мер, защищающих фундаменты от пучения.

При вечномерзлых грунтах опасность представляет их неконтролируемое оттаивание под зданиями. При оттаивании мерзлый грунт теряет несущую способность, и неравномерные деформации приводят к разрушениям фундаментов и зданий. Поэтому при проектировании оснований зданий и сооружений на территории распространения вечномерзлых грунтов должны быть учтены требования специальных норм.

Чтобы исключить деформации оснований и фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания, возможно применение двух принципиальных решений. При первом

вечномерзлые грунты основания сохраняют в мерзлом состоянии в течение всего срока эксплуатации здания. При втором производят оттаивание вечномерзлых грунтов до начала возведения и допускают их последующее оттаивание. И первый, и второй принципы весьма сложны в практическом применении и требуют от проектировщиков и строителей особого внимания. Выбор того или иного принципа зависит от конкретных условий.

Искусственные основания. Если грунты в природном состоянии на глубине заложения фундаментов не обладают достаточной несущей способностью, имеют повышенные сжимаемость и фильтрационную способность, необходимо их искусственное укрепление. Технические приемы, с помощью которых повышают несущую способность слабых грунтов, устраивая искусственные основания, делятся на три основных группы: механическое уплотнение грунтов; замена грунта более прочным; закрепление грунтов различными фи- зико-химическими воздействиями.

Механическое уплотнение грунта. Его производят с помо-

щью трамбования, укатки, трамбования с досыпкой щебня, применения поверхностных и глубинных вибраторов. Трамбованием уплотняют рыхлые песчаные и слабые глинистые грунты на глубину 1,5–2,5 м. Глубинная вибрация заключается в том, что вибробулаву погружают в грунт, затем извлекают, в образованную скважину подсыпают песок и снова приводят в действие булаву.

Замена слабого грунта более прочным. Процесс заключается в устройстве песчаных и грунтовых подушек. Для устройства подушек применяют пески и крупнообломочные грунты (гравий, щебень и др.), песчаные подушки не применяют, если отмечены большие колебания уровня грунтовых вод, так как грунтовые воды могут вымывать песок из подушки. Присутствие воды в пределах песчаной подушки при заложении подошвы фундамента выше глубины промерзания может привести в пучению подушки при замерзании грунта.

Закрепление грунтов оснований. Применяют различные спо-

собы закрепления грунтов, так как в одних случаях необходимо об-

щее окаменение массива искусственного основания, в других – достаточно обеспечить его водонепроницаемость.

Цементация – один из самых давних способов закрепления грунтов, заключается в том, что в закрепленный рыхлый крупнообломочный или крупнопесчаный грунт подается под давлением через специальные трубы цементное молоко. Цементный раствор постепенно образует с грунтом прочное, неразмываемое основание.

Силикатизацию применяют в средних, мелких и даже пылеватых песках. При силикатизации нагнетают в грунт раствор жидкого стекла и выделяющийся в результате химической реакции гель кремниевой кислоты связывает между собой частицы грунта подобно цементу.

Битумизацию осуществляют чаще всего при обеспечении водонепроницаемости трещиноватых скальных грунтов (нагнетание битума при температуре около 200 оС и давлении до 3 МПа).

Электроосмотическое закрепление применяют в основном для глинистых грунтов, оно заключается в осушении и уплотнении грунта при воздействии постоянного тока напряжением до 100 В, пропускаемого между электродами (анод и катод), забитыми в грунт на расстоянии до 1 м. Излишняя вода из грунта удаляется через катоды, выполненные в виде труб. Электрохимическое закрепление грунтов аналогично электроосмотическому с тем различием, что аноды выполняются из труб, через которые вводят в грунт раствор хлористого кальция, усиливая эффект закрепления основания.

Глубина заложения фундаментов зависит от многих факторов: назначения здания, его объемно-планировочного и конструктивного решения, величины и характера нагрузок; качества основания; окружающей застройки и рельефа; принятых конструкций фундаментов и методов производства работ по из возведению. Однако, в первую очередь заглубление будет определять качество грунтов основания, уровень грунтовых вод и промерзание грунта.

Минимальную глубину заложения фундаментов для отапливаемых зданий обычно принимают под наружные стены – 0,7 м, под внутренние – 0,5 м. Строительные нормы и правила определяют поря-

док назначения глубины заложения фундаментов отапливаемых зданий по условиям недопущения возникновения сил морозного пучения грунтов под подошвой фундаментов в зависимости от вида грунтов и соотношения уровней грунтовых вод и глубины промерзания.

При скальных, крупнообломочных грунтах, песках гравелистых, крупных и средней крупности глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания. Для песков мелких и пылеватых при разнице между уровнем грунтовых вод и уровнем промерзания не меньше 2 м, можно тоже не считаться с расчетной глубиной промерзания. При условии, что расстояние между уровнем грунтовых вод и глубиной промерзания менее 2 м, для упомянутых выше песков фундаменты закладывают с учетом глубины промерзания. Для всех остальных грунтов глубина заложения должна быть не менее расчетной глубины промерзания.

Для внутренних стен и колонн отапливаемых зданий глубину заложения фундаментов назначают независимо от расчетной глубины промерзания, если в период строительства грунты основания будут защищены от увлажнения и промерзания. Для неотапливаемых зданий глубина заложения должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Расчетная глубина сезонного промерзания Н будет отличаться от нормативной глубины промерзания на величину коэффициента влияния теплового режима здания на промерзание грунта. Расчетная глубина промерзания грунта определяется по формуле

где Hн – нормативная глубина промерзания, определяемая для данного района по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»;

mt – коэффициент влияния теплового режима зданий на промерзание грунта (у наружных стен зависит от конструкции пола), колеблется в пределах от 0,4 до 0,8.

В период эксплуатации здания вышеприведенное условие исключает возможность промерзания пучинистого грунта под подошвой фундамента. При наличии в здании холодных подвалов, техни-

ческих подполий (имеющих отрицательную температуру в зимний период), глубину заложения фундаментов, располагающихся в пучинистых грунтах, следует принимать равной 50 % расчетной глубины промерзания, считая ее от пола подвала или подполья.

Вопросы для самопроверки

1.Что такое «основание»?

2.Чем опасны осадки основания?

3.Какие требования предъявляют к основаниям?

4.Какие виды естественных оснований Вы знаете?

5.Какими особенностями характеризуются глинистые грунты оснований?

6.Что такое «просадочные лессовые» и «лессовидные» грунты? Какие они имеют особенности?

7.Влияет ли на выбор конструктивного решения фундамента высокий уровень грунтовых вод?

8.Как учитывается при проектировании глубина промерзания грунтов?

9.Каковы особенности проектирования зданий на вечномерзлых грунтах?

10.Что такое «искусственные основания»?

11.Какие виды упрочнения грунтов Вы знаете?

12.От чего зависит глубина заложения фундаментов?

13.Может ли различаться глубина заложения фундаментов наружных и внутренних несущих конструкций?

Глава 5. ФУНДАМЕНТЫ

5.1. Классификация фундаментов

Само слово «фундамент» пришло к нам из Древнего Рима и в переводе с латинского «fundamentum» означает основание, опору. Применительно же к строительству – это «подземная» или подводная часть сооружения, передающая нагрузку от него на основание.

Фундаменты – это часть здания, расположенная ниже отметки дневной поверхности грунта. Их назначение – передать все нагрузки от здания на грунт основания. В случае, когда под зданием устраивают подвалы, фундаменты выполняют роль ограждающих конструкций подвальных помещений. Долговечность, надежность, прочность и устойчивость здания во многом зависят от качества фундаментов. Значительна их роль и в экономике строительства. В общих затратах на возведение здания доля фундаментов составляет по стоимости 8–10 % и по трудоемкости 10–15 %.

Работа фундаментов протекает в сложных условиях. Они подвергаются влиянию разнообразных внешних воздействий, как силовых, так и несиловых (рис. 12). Такие силовые воздействия, как нагрузки от массы здания и грунта, отпор грунта, силы пучения, сейсмические удары, вибрация, вызывают появление различного вида сжимающих, сдвигающих и изгибающих напряжений, результатом которых могут быть недопустимые деформации и разрушения.

Несиловые воздействия: переменные температура и влажность, избыточное увлажнение, воздействие химических веществ, деятельность насекомых, грибков и бактерий – могут привести как к появлению напряжений и разрушений в фундаментах, так и к нарушению эксплуатационного режима помещений зданий.

Чтобы противостоять различного рода воздействиям и обеспечить необходимые условия эксплуатации здания, фундаменты должны отвечать ряду требований. Основные из них: прочность, долговечность, устойчивость на опрокидывание и на скольжение, стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессии.

Рис. 12. Схема воздействий на фундаменты.

силовые воздействия:

1 – нагрузка от здания;

2 – боковоедавление грунта;

3 – сейсмическиенагрузки;

4 – силы пучения грунта;

5 – отпор грунта;

6 – вибрация;

несиловые воздействия:

7 – температурагрунта;

8 – температура помещения подвала; 9 – влага грунта;

10 – влага воздуха;

11 – агрессивные примеси в воздухе и воде; 12 – биологическиефакторы

Наряду с эксплуатационными, фундаменты должны удовлетворять экономическим требованиям минимума затрат труда, средств и времени на возведение, что может быть достигнуто при индустриальных методах строительства. Разнообразие материалов и конструктивных решений зданий, климатических и грунтовых условий определило множество различных видов фундаментов, используемых в современном строительстве.

Прочность конструкций надземной части здания обеспечивается прочностью и долговечностью фундамента, его устойчивостью, наличием конструктивных мероприятий, ограничивающих осадки основания, экономичной и целесообразной формой и конструкцией фундаментов. Проектирование фундаментов заключается в выборе его типа, размеров и способов устройства. Для этого необходимо определить материал и конструкцию фундамента, глубину его зало-

жения, давление под подошвой фундамента и экономичный способ выполнения работ по подземной части здания.

По способу заложения фундаменты подразделяются на глубокого и мелкого заложения. В гражданских зданиях применяют преимущественно фундаменты мелкого заложения. По способу опирания на грунт различают фундаменты: непосредственно опирающиеся на грунт (на естественном основании), на искусственном основании (свайные). По способу изготовления фундаменты могут быть монолитными и сборными. Монолитные – бутовые, бутобетонные или бетонные – применяют для малоэтажных зданий со стенами из кирпича или мелкого штучного материала, при незначительных нагрузках на стены. Выбор типа фундамента определяется особенностями его работы. На фундаменты концентрируются нагрузки со всей высоты здания, поэтому они, как правило, большего размера, чем наружные стены. Если нагрузки невелики, фундамент выполняется как подземная стена увеличенной ширины или столб с уширением (рис. 13).

Теоретической формой фундамента является трапеция с углом α = 26÷30о к вертикальной оси. Жесткие фундаменты (бутовые, бутобетонные) выполняются с уширениями, моделирующими этот угол (см. рис. 13), и предназначены они для малонагруженных зданий, если бут является местным материалом. Бетонные фундаменты применяются в тех же случаях, что бутовые или бутобетонные, они имеют регламентированные расчетом уступы подошвы. Сборные фундаменты – наиболее распространенные дляразличных конструктивных систем.

Фундаменты являются элементами конструктивной схемы здания, и их конструктивный тип характеризуется особенностями конструктивной схемы, с одной стороны, и характеристиками и требованиями грунтовых условий, с другой. В зависимости от конструктивной схемы здания различают фундаменты: ленточные, расположенные в виде непрерывной ленты под несущими стенами зданий, выполняются под зданиями с кирпичными, блочными или панельными стенами (рис. 14); отдельностоящие (столбчатые), в виде стаканов или столбов, соединенных между собой чаще всего фундаментными балками (рис. 15).

. ступенчатый– соответственнокаркасного ;фундамент.

зданий формирования ввыступом, типов подушкивиде ибескаркасного фундаментовв;

Схема суширениефундаментов

уширение–сборный– под д;фундамент несущуюеи Рис– . ;стену 13. –бпланы

а г 49

Рис. 14. Ленточный фундамент из сборных элементов.

1 – дно котлована; 2 – разбивочные оси; 3 – песчаная подготовка; 4 – блокиподушки; 5 – цементно-песчаный раствор; 6 – фундаментные блоки

Рис. 15. Отдельностоящие фундаменты под каркас здания.

1 – плита, 2 – подколонник, 3 – колонна; 4 – ригель; 5 – плита перекрытия; 6 – стеновая панель

50

Фундаменты могут выполняться в виде отдельностоящих столбов под непрерывные стены, тогда промежутки между фундаментными столбами заполняются балками (рис. 16). Применяются также смешанные конструкции фундаментов, представляющие собой сочетание ленточных, отдельностоящих и плитных. Фундаменты в виде самостоятельной плиты под всем планом сооружения выполняются при значительных нагрузках на стены здания (рис. 17). В зависимости от необходимой площади подошвы фундамента и вида применяемого материала форма поперечного сечения ленточных и столбчатых фундаментов может быть различной (рис. 18).

Рис. 16.

Отдельностоящие фундаменты под здание стеновой конструктивной системы.

1 – подушка,

2 – столб,

3 – фундаментная балка;

4 – капитальная стена

Рис. 17. Сплошные фундаменты под здание стеновой конструктивной системы.

1 – плита; 2 – ребро;

3 – капитальная стена

Рис. 18. Поперечные сечения ленточных и столбчатых фундаментов

а – бутовый; б – бетонный; в – из сборных сплошных и пустотелых блоков; г – с панельной сборной стеной д – из сборных столбов и рандбалок; е – то же, с рандбалкой z-образного сечения; 1 – отмостка; 2 – гидроизоляция; 3 – сборные бетонные стеновые блоки; 4 – армированный пояс жесткости; 5 – фундаментная ленточная подушка; 6 – стеновая ребристая панель; 7 – подушка под столб; 8 – столб; 9 – сборная рандбалка

5.2. Конструкции фундаментов

Наибольшее распространение в гражданских зданиях получили ленточные фундаменты. Ленточный фундамент (рис. 19) может служить не только несущей конструкцией, передающей постоянные и

временные нагрузки от здания на основание, но и ограждающей конструкцией помещений подвала.

Форму в плане и разрезе, а также размеры ленточного фундамента устанавливают так, чтобы было обеспечено возможно более равномерное распределение нагрузки на основание. И форма, и размеры зависят от материала фундамента, нагрузок от здания, качества грунтов, глубины промерзания, местных условий и т. д.

Рис. 19. Ленточные фундаменты.

а – план и разрез ленточного фундамента из сборных бетонных блоков здания с подвалом; б, в – варианты без подвала из сплошных и пустотелых блоков; г, д, е – варианты ленточных фундаментов из монолитного бетона, бутобетона и бута; 1 – стеновые блоки подвалов; 2 – то же, пустотные; 3 – фундаментные подушки; 4 – стены; 5 – перекрытия; 6 – полы подвала; 7 – отмостка; 8 – бетонный фундамент; 9 – бутобетонный фундамент; 10 – бутовый фундамент; 11 – пол первого этажа

Форма фундамента в плане повторяет очертания капитальных стен здания – несущих и самонесущих. Ширину по верху у бутовых фундаментов принимают на 8–10 см шире стены. Минимальную ширину бутового фундамента принимают 30–50 см. Для бутобетонных фундаментов ширина по верху может быть равна толщине стены, а минимальной является ширина 35 см. Ширину железобетонных фундаментов определяют расчетом. Она может быть меньше толщины стены. В зависимости от величины и направления расчетных нагрузок, ленточные фундаменты могут быть симметричными и несимметричными.

В условиях массового строительства ленточные фундаменты, как правило, возводят из сборных элементов – фундаментных блоков (плит) и стеновых блоков подвалов (см. рис. 19). Стоимость сборных ленточных фундаментов в зависимости от инженерногеологических, климатических условий и этажности составляет примерно 10–15 % общей стоимости здания. Причина высокой стоимости нулевого цикла заключается в том, что элементы ленточных фундаментов – сборные бетонные блоки – неэкономичны по расходу бетона. Бетонные блоки способны выдержать нагрузку от стен зданий высотой 16 этажей и более, чего не требуется для малоэтажных зданий, объем строительства которых резко возрастает.

Переход от ширины обреза к ширине подошвы фундамента при значительной разнице в их величинах обычно выполняют уступами. Размеры уступов должны быть такими, чтобы в теле фундамента не появились растягивающие усилия. Нормами предусмотрены оптимальные соотношения высоты и ширины уступов. Для бута Н:А = 1,5:2, для бетона Н:А = 1,37:1,75 (рис. 20). Практически тело фундамента может иметь уширения в пределах α = 26–30о к вертикальной оси.

По данным многочисленных исследований сборные ленточные фундаменты по всем технико-экономическим показателям уступают монолитным. Приведенные затраты и сметная стоимость сборных ленточных фундаментов кирпичных и блочных зданий на 50–70 % выше, чем монолитных.

Рис. 20. Ленточные фундаменты с уширением в нижней части.

а–в – конструкция жесткого фундамента с минимальной, обычной и максимально уширенной подошвой; г – несимметричный фундамент; д – переход от одной глубины заложения фундамента к другой

Экономическую эффективность сборных ленточных фундаментов можно повысить, если выполнить их прерывистыми и сборномонолитными. Применение фундаментов такой конструкции дает возможность сократить количество плит-подушек на 20–30 %, а общую стоимость на 40–50 % за счет замены более 50 % сборных блоков монолитным бетоном, который почти вдвое дешевле.

К положительным качествам ленточных прерывистых сборномонолитных фундаментов следует также отнести возможность их применения при самых разнообразных грунтовых условиях, в том числе на просадочных, насыпных или относительно слабых грунтах.

Эффективные фундаменты малоэтажных зданий. Ленточ-

ные фундаменты из сборных блоков считаются наиболее распространенными, так как они чаще всего применяются для жилых зданий с несущими стенами и подвалом. При ленточных фундаментах устройство подвала оправдано не только конструктивно, но и экономически, так как дополнительные затраты, связанные в этом случае с выполнением цокольного утепленного перекрытия, в 3–5 раз меньше тех затрат, которые требуются для того, чтобы получить такую же полезную площадь специально построенных для этих целей поме-

щений. Высота подвала в этом случае принимается минимальной: 1,8–2,0 м. Анализ опыта строительства малоэтажных городских домов и домов усадебного типа показал, что стоимость устройства сборных фундаментов в зависимости от климатических условий составляет 25–45 % общих затрат. Причина высокой стоимости фундаментов малоэтажных домов заключается в том, что они выполняются из тех же сборных блоков, которые применяются для фундаментов многоэтажных зданий. Несущая способность бетонных блоков при этом используется на 10 %, вследствие чего неоправданно возрастают расход бетона, стоимость фундаментов и 1 м2 жилой площади. Поэтому снижение стоимости фундаментов малоэтажного жилья представляется весьма актуальным при общем значительном увеличении объемов индивидуального строительства.

Сократить трудоемкость и стоимость нулевого цикла можно лишь в случае устройства вместо сборных ленточных фундаментов сплошной железобетонной плиты, выполняющей одновременно функции фундамента и пола подвала.

Для кирпичных брусчатых стен в домах с подвалом целесообразно устройство фундаментов переменного сечения (рис. 21). Расход бетона на стены подвала можно сократить, выполняя их ленточ- но-столбчатой конструкции. Шаг столбов принимают равным 3,6– 4,2 м и более, в зависимости от нагрузки. Толщину стен подвала выбирают в зависимости от климатических условий, но не менее 20 см. Обвязочная балка выполняет роль цоколя, предохраняя подвальное помещение от промерзания (рис. 22). Такое конструктивное решение фундаментов малоэтажных домов с подвалом дает возможность сократить расход бетона до 25 % по сравнению с традиционным решением. При этом сокращается объем земляных работ на 20–25 % за счет исключения уширенной части фундаментов.

Фундаменты предлагаемой конструкции необходимо выполнять, начиная с устройства железобетонной плиты пола подвала. Стены подвала лучше всего делать монолитными, так как почти водонепроницаемы и значительно дешевле сборных.

Рис. 21. Бетонные фундаменты переменного сечения.

а – для средней полосы; б – для других климатических районов; 1 – железобетоннаяплита– полподвала; 2 – бетонные(бутобетонные) стены; 3 – цоколь; 4 – перекрытиеутепленное; 5 – гидроизоляция; 6 – глиняныйзамок

Рис. 22. Ленточно-столбчатые монолитные фундаменты.

а – для средней полосы; б – для других климатических районов; 1 – железобетонная плита – пол подвала; 2 – стена подвала; 3 – столбы (300×400); 4 – цоколь-балка; 5 – гидроизоляция.

57

Рис. 23. Сборно-монолитный фундамент.

а – с монолитной обвязкой (ростверком); б – с обвязкой из цокольных керамзитобетонных блоков; 1 – гидроизоляция (2 слоя толя или бетонная подготовка 100 мм); 2 – железобетонная плита; 3 – фундаментные блоки; 4 – монолитная обвязка (ростверк) или цокольные керамзитобетонные блоки; 5 – утепленное перекрытие

Плита основания выполняется толщиной 15–20 см и армируется сеткой с ячейкой 10×10 или 15×15 см и арматурой А-11 диаметром 6–8 мм. Бетонирование плиты производится по бетонной подготовке (100 мм) или гидроизоляции из двух слоев рубероида.

Сокращение расхода материалов и трудозатрат нулевого цикла малоэтажных домов достигается при выполнении ленточных фундаментов сборно-монолитными из блоков толщиной 30 см. Для опирания стен толщиной 51 и 64 см устраивают монолитный пояс (ростверк) сечением 30×60 см (рис. 23). Для стен толщиной 38 см монолитный пояс (30×40 см) армировать не требуется.

При рассредоточенном характере строительства, когда устройство монолитных железобетонных конструкций затрудняется отдаленностью производителей товарного бетона, пояс-обвязку можно выполнять из сборных элементов – цокольных блоков П-образного сечения (см. рис. 23). Цокольные блоки изготавливают керамзитобе-

58

Рис. 24. Сборно-моно- литные фундаменты домов с подвалом.

1 – железобетонная плита – пол подвала; 2 – фундаментныеблоки; 3 – монолитные шпонки

тонными во избежание промерзания подвального помещения. Цокольные блоки предусматривают двух типоразмеров по сечению: 550×500 мм для стен толщиной 38 и 51 см и 650×500 мм для стен толщиной 64 см блоки изготавливают длиной 2,4 и 1,2 м. Предусматриваются также угловые блоки Г-образной формы в плане. Предлагаемая номенклатура цокольных блоков обеспечивает устройство только наиболее эффективных фундаментов толщиной 30 см.

Утоненные сборно-монолитные стены выполняются по сплошной железобетонной плите, которая одновременно является и фундаментом, и полом подвала (рис. 24). Совмещение функций конструкции пола подвала и плиты-фундамента экономически целесообразно, так как при этом не требуется уширения подошвы фундамента при минимальной толщине стен подвала.

Рис. 25. Ленточные фундаменты на песчаной подушке.

а – под наружную стену; б – под внутреннюю стену; 1 – песчаная подушка; 2 – железобетонная лента; 3 – цоколь (кирпич или бетонные блоки)

59

На глинистых и пучинистых грунтах при глубине заложения более 1 м ленточный фундамент проще и дешевле выполнять по песчаной подушке (рис. 25).

Малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах.

Пучинистыми называются грунты, которые при замерзании увеличивают свой объем. До последнего времени одним из основных мероприятий при строительстве на пучинистых грунтах являлось заложение фундаментов ниже расчетной глубины сезонного промерзания. Однако для малонагруженных фундаментов малоэтажных домов это приводит к существенному (до 50 %) удорожанию.

При этом действие нормальных усилий на подошву прекращается, а касательные усилия пучения по боковым поверхностям значительно возрастают. В малоэтажных зданиях эти усилия обычно превосходят нагрузку, действующую на фундаменты, вследствие чего последние подвергаются пучению – деформируются. В конечном итоге это приводит здание в аварийное состояние.

В соответствии с нормами СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» глубину заложения фундамента допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если «специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформация грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную пригодность сооружения». Поэтому при строительстве на пучинистых грунтах следует применять малозаглубленные фундаменты, обеспечивающие:

-достаточно полное использование несущей способности материалов, из которых они изготовлены и грунтов;

-сокращениеобъемаопалубочных, арматурных, земляныхработ;

-возможность их выполнения с практически одинаковой эффективностью в различных погодных и грунтовых условиях.

Для зданий, строящихся на пучинистых грунтах, существует три типа фундаментов: малозаглубленные, мелкозаглубленные и незаглубленные. Малозаглубленными называют фундаменты с глубиной заложения 0,5–0,7 нормативной глубины промерзания. К фундаментам мелкого заложения относятся такие, отношение высоты которых к

60

101. На какие три группы можно подразделить способы преобразования строительных свойств грунтов?

Эти способы можно подразделить на:

1) Конструктивные, которые хотя и не улучшают самих свойств грунтов, но улучшают их работу в основаниях за счет изменения напряженного состояния и более благоприятных условий деформирования;

2) Уплотнение грунтов;

3) Закрепление грунтов, улучшающее их прочностные свойства.

102. Что представляет собой грунтовая подушка и для чего она делается?

Грунтовая подушка представляет собой искусственно укладываемый слой хорошего грунта, который заменяет слабый вынимаемый грунт. Грунтовая подушка обычно делается из крупнообломочных грунтов, крупных или средней крупности песчаных грунтов. Обычная толщина песчаной подушки 1-3 м. Не следует путать песчаную подушку с песчаной подготовкой. Толщина подготовки обычно не превышает 0,2 м. Грунтовая подушка более равномерно распределяет давление, передаваемое на нижний более слабый грунт, а, кроме того, она выполняется из непучинистого при промерзании грунта.

103. Как установить минимальную толщину грунтовой подушки?

Грунтовая подушка делается шире подошвы фундамента. Грунт, укладываемый в ее тело, уплотняется трамбованием или укаткой для увеличения прочности и уменьшения его сжимаемости.

Толщина ее должна быть более, чем 1/4 ширины подошвы фундамента и, следовательно, расчетное сопротивление под подошвой фундамента принимается исходя из ее материала. Расчет толщины подушки ведется из условия, что расчетное сопротивление слабого грунта, на котором устроена подушка, не больше, чем условно расширенный фундамент за счет включения в него центральной части грунтовой подушки.

Рис.Ф.15.4. Грунтовая подушка: а - при малой толщине слабого грунта; б - при большой толщине слабого грунта (схема справа от оси): 1 - фундамент; 2 - подушка из малосжимаемого грунта - песка, щебня и др.; 3 - прочный грунт; 4 - слабый грунт

104. Как производится расчет осадки фундамента, опирающегося на грунтовую подушку?

Расчет осадки производится обычным путем по методу послойного суммирования, причем верхним слоем сжимаемой толщи грунта служит грунтовая подушка. Модуль деформации для нее может быть принят по прил.1 к СНиП [1].

105. Каким образом следует изменять ширину подошвы фундамента, если устраивается грунтовая подушка?

Расчет ведется в соответствии с п.2.48 СНиП [1]. Имея размеры в плане подошвы фундамента b и зная коэффициент пористости e ее материала, а также нагрузку на этот фундамент, вызывающую осадку , определяем zp по глубине. После этого из условия  zp+ zg Rz находим необходимую толщину песчаной подушки. Уменьшить эту толщину можно, увеличив ширину подошвы фундамента b и повторив расчет. Окончательный результат целесообразно получить из технико-экономического сопоставления двух вариантов:

1) более узкий фундамент и подушка большей толщины;

2) более широкий фундамент при меньшей толщине подушки.

106. Каким образом производится усиление основания с помощью шпунтового ограждения?

Шпунтовой стенкой, устраиваемой по периметру сооружения, как бы отрезается основная часть массива основания, находящаяся непосредственно под сооружением, от остальной части за пределами сооружения. Если шпунт врезается в водоупор, то он служит фильтрационной преградой и позволяет осуществить понижение уровня грунтовой воды под сооружением. Кроме того, он препятствует выпиранию грунта в сторону из-под сооружения, увеличивая тем самым несущую способность, а также препятствует передаче динамических усилий извне к сооружению или наоборот. Применение шпунтового ограждения ведет к уменьшению осадок. Шпунтовая стенка является обычно дорогим устройством  сложным является устройство замков и соединение шпунтин для осуществления замкнутого контура.

Требования, предъявляемые к основаниям и фундаментам

Основание должно иметь прочность, исключающую возможность выпирания грунта из-под фундамента; характеризоваться сжимаемостью грунтов, предотвращающей появление недопустимых равномерных и неравномерных осадок сооружения; быть устойчивым против вымывания или выщелачивания грунта из-под фундамента при воздействии потоков подземных или поверхностных вод; обладать необходимой устойчивостью против сдвига, а фундамент должен обеспечить передачу расчетных нагрузок от сооружения на основание с достаточными запасами прочности; иметь глубину заложения, при которой исключалось бы неблагоприятное воздействие пучения грунта при замерзании на прочность основания; выполняться из материала, устойчивого против разрушающих воздействий периодического увлажнения с промораживанием и агрессивного действия подземных вод. 34 Последовательность расчета и проектирования оснований и фундаментов.

1. Стадия принятия проектного решения:

1.1. анализ объёмно-планировочного и конструктивного решения здания по чертежам, выбор характерных сечений, сбор нагрузок в них на обрез фундамента;

1.2. анализ отчёта об инженерно-геологических условиях площадки строительства, определение расчётных показателей грунтов;

1.3. на основе данных анализа по пунктам 1-2 делается обоснованный выбор вариантов фундаментов и/или оснований для вариантного расчёта системы ОиФ;

2. Расчёт и конструирование:

2.1. для каждого выбранного варианта основания и фундамента ведётся расчёт в характерных сечениях с подбором таких размеров фундамента, которые удовлетворяют всем необходимым проверкам по предельным состояниям. По полученным данным конструируют фундаменты в характерных сечениях и под сооружение в целом, при необходимости делают дополнительные проверки;

2.2. технико-экономическое сравнение разработанных (рассчитанных и сконструированных) вариантов фундаментов по определённым показателям (прямые затраты, трудозатраты, приведенные затраты) и выбор наиболее эффективного;

3. Проектирование:

3.1. рекомендованный вариант принимается к проектированию. Разрабатываются архитектурно-строительные чертежи, конструктивная часть;

3.2. разрабатывается ППР.

Для каких целей устраивают песчаную подушку под подошвой фундамента?

Применение песчаных подушек позволяет: уменьшить глубину заложения фундамента, в этом случае подушка воспринимает нагрузку от фундамента и предает ее на более прочный, чем заменяемый нижележащий слой; уменьшить давление на слабый грунт основания путем распределения нагрузки от сооружения на большую площадь. Кроме этого подушка препятствует выпиранию грунта из-под подошвы фундамента и уплотняет основание своим весом до возведения сооружения, благодаря чему уменьшается осадка.

КЛАССИФИКАЦИЯ ФУНДАМЕНТОВ

По конструктивным особенностям фундаменты подразделяют на:

- ленточные (закладываются как под стены так и под ряд отдельных опор);

- столбчатые (устанавливаются при глубине залегания подходящего грунта основания ниже двух метров и используются для монтажа легких конструкций);

- свайные применяются при необходимости передать грунт со слабой несущей способностью значительные нагрузки.

- сплошные фундаменты устраиваются под всей площадью здания и монтируются при неоднородных грунтах со слабой несущей способностью основанияВсе фундаменты независимо от конструктивного типа подразделяются на монолитные и сборные, а также мелкозаглубленные и заглубленные. Заложение фундамента ниже глубины промерзания грунта обусловлено предотвращением их выпучивания ввиду расширения грунта при отрицательных температурах, однако это не исключает использование

Плитные фундаменты

Плитные фундаменты состоят из незаглубленной сплошной железобетонной монолитной плиты. Плитные фундаменты сооружаются при высоких грунтовых

Все известные сваи классифицируются по трем признакам: 1) По материалу: железобетонные, бетонные, металлические, деревянные; 2) По способу заглубления в грунт: а) забивные железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки; б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью; в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения грунта; г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов; д) винтовые; 3) По условиям взаимодействия с грунтом: а) сваи-стойки, передающие нагрузку на грунт нижним концом и опирающиеся на скальные или малосжимаемые прочные грунты. К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотные, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации E 50 МПа; б) висячие сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом . Как различают сваи по характеру работы в грунте? Сваи по характеру передачи нагрузки на грунт подразделяются на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки прорезают толщу слабых или недостаточно прочных грунтов и опираются на прочные грунты скальные, полускальные, крупнообломочные, плотные песчаные грунты, глинистые грунты твердой консистенции. Свая-стойка всю свою нагрузку передает через нижний конец, так как при малых ее перемещениях - осадках не происходит мобилизации сил трения по боковой поверхности. Свая-стойка работает как сжатый стержень в упругой среде. Ее несущая способность определяется прочностью самого материала на сжатие и сопротивлением грунта под нижним концом - острием. К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Они имеют перемещения под воздействием нагрузок значительно большие, чем сваи-стойки, при этом в работу включаются силы трения, возникающие по боковой поверхности. У висячих свай нагрузка передается основанию не только через нижний конец, но и боковой поверхностью. Нагрузка на такую сваю определяется суммой этих двух воздействий. Таким образом, висячая свая отличается от сваи-стойки тем, что передает нагрузку от веса сооружения не только своим нижним концом, но и боковой поверхностью.

Свая-стойка подобна колонне, которая опирается на несжимаемый грунт и поэтому ее несущая способность определяется только размером ее поперечного сечения. Висячая свая под действием нагрузки перемещается относительно окружающего сжимаемого грунта, при этом на ее боковой поверхности возникает трение, которое оказывает сопротивление внедрению сваи в грунт. Поэтому несущая способность висячей сваи зависит как от площади поперечного сечения, так и от площади боковой поверхности сваи.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:


Смотрите также