8-495-589-8-123
8-926-633-94-78
Существует множество разновидностей фундаментов, позволяющих реализовать различные архитектурные проекты даже при максимально негативных условиях грунта. И первое, с чем приходится бороться застройщикам, это – повышенная пучинистость почвы, на которой будут проводиться работы. Фундаменты мелкого заложения в данном случае являются оптимальным решением для частного строительства на мелких песках, супесях, суглинках и глинистых грунтах.
Главная проблема сложных грунтов – пучнистость во время промерзания, что заставляет их значительно увеличиваться в объеме. Этот фактор приводит к постепенному разрушению фундамента и всей постройки. Этого можно избежать уравновешиванием выталкивающей силы повышением нагрузки на фундамент, то есть – весом здания, но частные дома и дачи относятся к легким постройкам, поэтому глубокие типы фундаментов, в том числе – и свайные, здесь не подходят. Решением проблемы является фундамент мелкого заложения.
Само название конструкции уже дает понять, что такое фундаменты мелкого заложения (ФМЗ). Глубина его заложения составляет от 40 до 50 см, что значительно уменьшает воздействие грунта во время пучения на боковую площадь стенок строения.
Минимальная глубина фундамента способствует снижению финансовых затрат и времени на его укладку минимум в 2 раза.
В данном случае требуется значительно меньше бетона, щебня или песка для выполнения подложки и материала для сооружения опалубки. Составляющими конструкции являются:
Такие фундаменты не строятся непосредственно на грунте, их монтируют на подушке из песка, мелкозернистого щебня или шлака, предварительно качественно утрамбованного.
Примерная схема с заложением подушки из пескаДанный вид строительной основы является достаточно универсальным, использовать его можно при сооружении следующих конструкций:
ФМЗ используются при низком уровне грунтовых вод, не приводящих к вспучиванию грунта.
Разновидности фундаментов классифицируются пор способу заложения:
Также их разделяют по виду материалов:
Самыми видами конструкций мелкого заложения являются ленточные фундаменты. В качестве оптимальной основы для их строительства можно выделить материковый, то есть – естественный грунт. Такая основа станет актуальной для дальнейшего возведения сооружения из таких материалов, как саман, кирпич, небольшие бетонные блоки, шлакоблок.
Ленточный фундамент мелкого заложения отличается простотой сооружения и минимальным сроком работ. На «отдых» конструкции также требуется от нескольких дней до месяца.
В качестве материала для их возведения используется:
Наиболее трудоемким является вариант из бута, где небольшие камни соединяются между собой при помощи бетонного раствора. Для бутобетонной основы следует выстраивать опалубку, бут и колотый кирпич закладываются в нее и впоследствии заливаются бетоном.
При необходимости конструкция армируется изнутри для повышения прочности.
Несмотря на всю простоту строительства ФМЗ, он требует правильного выполнения всех работ. В противном случае вместо того, чтобы устранить недостатки мучнистого грунта, он попросту деформируется от веса здания. Процесс строительства предполагает следующие действия:
При заливке опалубки используется бетон маркой не менее 200. Для увеличения прочности фундамента следует поэтапно делать слои толщиной 15-20 см. Перед заливкой опалубку необходимо смачивать.
Плитный фундамент является более надежным и долговечным по сравнению с ленточным, потому его часто применяют в строительстве на сложных грунтах с высоким уровнем вод. Затраты на него более существенны, но они оправдываются отсутствием необходимости выполнения дополнительных земляных работ.
Строительство основания данного типа включает в себя проведение следующих работ:
Основная особенность плиточного фундамента – цельная, монолитная конструкция. Это – плита под домом. Его поверхность выполняет функцию пола для будущего сооружения, что полностью устраняет возможность деформации основы здания.
Этот тип основания подходит для бань и небольших деревянных домов, а также сооружений из легких строительных материалов, например – летние домики из гипсокартона или ДСП. Основное преимущество такого фундамента – быстрое возведение и минимальные затраты на строительство. Оно включает в себя такие этапы:
Для максимально долговечного использования данного вида фундамента стоит придерживаться нескольких простых правил:
Столбчатые элементы должны простоять от двух недель до месяца до полного затвердевания бетона.
В предоставленном ниже видео можно понять основы того, как выполняется ФМЗ: Если придерживаться всех перечисленных выше правил, фундамент мелкого заложения станет весьма экономичным и удобным вариантом для создания основы под частное здание. Применять его следует в частном строительстве и в определенных условиях грунта.
Фундаменты на естественном основании. Область применения, конструктивные особенности, классификация. Инженерно-геологические изыскания и их оценка. Принципы проектирования.
Фундаменты – это подземная или подводная часть сооружения, воспринимающая нагрузки от вышерасположенных конструкций и передающая их на основания.
Фундаменты можно разделить на разновидности: фундаменты мелкого заложения на естественном основании, свайные фундаменты и фундаменты глубокого заложения.
Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях.
Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях называют такие фундаменты, которые сооружают в открытых котлованах глубиной не менее 5-6 м. Основное требование к фундаментам — их достаточная прочность, долговечность, морозостойкость, стойкость против агрессивного воздействия подземных вод.
Фундамент должен иметь такие размеры, чтобы среднее давление по подошве (под подошвой) фундамента не превосходило расчетного сопротивления грунта основания. Кроме того, расчетные значения абсолютных осадок и разностей осадок между отдельными фундаментами одного сооружения не должны превосходить установленных нормами проектирования предельных значений.
Для устройства фундаментов используют железобетон, бетон, бутобетон, бутовую кладку, иногда – цементогрунт.
Разновидности фундаментов мелкого заложения:
1) отдельныефундаменты под колонны в сочетании с фундаментными балками(рандбалками);
2) столбчатыефундаменты под кирпичные стены;
3) ленточныефундаменты под кирпичные стены (непрерывные);
4) ленточныефундаментыпод колонны;
5)фундаменты из перекрестных лент под колонны;
6)фундаменты в виде сплошной плиты;
7) массивные фундаменты.
1). Отдельныефундаменты под колонны в сочетании с фундаментными балками(рандбалками) применяются обычно в промышленных зданиях при не слишком больших нагрузках на грунт, достаточно прочныхимало сжимаемыхгрунтах, гибкой схеме работы надземной части здания, когда колонна и ригели или колонна и ферма соединены шарнирно.
Различаются способом крепления фундамента с колонной.
Чаще всего:
а) замоноличивание (мелкие колонны) (рисунок 1:1).
Рисунок 1.1. 1 – бетон на мелком заполнителе не ниже класса бетона самого фундамента (не ниже В20); 2 – стакан;
б) большие колонны – без стакана, жесткий стык – сварка и стык замоноличивается бетоном.
Рисунок 1.2.
2). Отдельные фундаменты под кирпичную стену (бесстаканные, столбчатые). Применяются для малоэтажных зданий, при хороших грунтовых условиях, как правило, для частного индивидуального строительства.
Рисунок 1.3. Отдельный фундамент под кирпичную стену (бесстаканный, столбчатый)
Рисунок 1.4. Поперечные сечения столбчатых фундаментов
3). Ленточныефундаменты под кирпичные стены.
Ленточные фундаменты иногда называют непрерывными. Применяются при равномерной нагрузке от стен на грунт и постоянных вдоль стены грунтовых условиях(условие плоской деформации (l/b ≥ 10).
Изменение размеров глубины заложения возможно только на отдельных участках ограниченной длины. Участки, имеющие разные размеры фундаментов, отделяются осадочными швами.
Применяются при значительных нагрузках и достаточно слабых грунтах. Несущественно изменяют жесткость сооружения. Почти не работают на изгиб в продольном направлении (при большой жесткости стен).
Рисунок 1.5. Сборный ленточный фундамент под стену
Рисунок 1.6. Ленточные фундаменты:
а — монолитный; б — сборный сплошной; в — сборный прерывистый;
1- армированная лента; 2 — фундаментная стена; 3 — стена здания; 4- фундаментная подушка; 5 — стеновой блок
Рисунок 1.8. Конструкции фундаментных плит:
а — сплошная; б — ребристая; в – с угловыми вырезами
4) Ленточныефундаментыпод колонны.
Применяются при шаге колонн не более 6 м и при наличии слабыхгрунтов.
Уменьшают неравномерности осадки отдельных колонн.
5) Перекрёстные ленточные фундаменты под колонны.Применяется при малом шаге колонн, при больших нагрузках и слабых грунтах. Перекрестные ленты позволяют выравнивать осадку не только отдельных колонн в ряду, но и здания в целом.
Рисунок 1.9. Перекрёстные ленточные фундаменты под колонны
6). Сплошной плитный (гладкий) фундамент.Фундаменты в виде сплошной плиты, как под колонны, так и под кирпичные стены устраивают под всем сооружением или его частью в виде железобетонных плит под сетку колонн и стен. Такие фундаменты работают на изгиб в двух взаимно перпендикулярных направлениях, имеют небольшую равномерную осадку, им не страшно подтопление поверхностными водами, а также они защищают подвальные части здания. Размеры таких фундаментов обусловлены размерами сооружения в плане.
Рисунок 1.10. Сплошной плитный (гладкий) фундамент под колонны
Рисунок 1.11. Сплошной плитный (гладкий) фундамент
Рисунок 1.12. Фундамент в виде сплошной плиты
Рисунок 1.13. Плитные фундаменты со сборными стаканами
Рисунок 1.14. Плитный фундамент с монолитными стаканами
Рисунок 1.15. Плитный ребристый фундамент
Рисунок 1.16. Сплошной фундамент под группу колонн
Рисунок 1.17. Сплошной коробчатый фундамент
7) Массивные фундаменты — это фундаменты массивных сооружений с массивной подземной частью (фундаменты плотин, мостовых опор, доменных печей, дымовых труб, под машинное оборудование с динамическими нагрузками). Они создают большую инерцию, препятствуют колебаниям, уменьшают амплитуду, скорость, ускорение колебаний и т.д.
Рисунок 1.18. Массивный фундамент под доменную печь
Рисунок 1.19.Фундамент доменной плиты
Рисунок 1.20. Основания под печи, располагаемые в нижнем этаже здания:
а — у каменных стен здания; б — в проемах стен на уширении их фундаментов 1 — печь; 2 — гидроизоляция; 3 — предтопочный стальной лист; 4 — деревянный пол; 5 — кирпичный бутовый или бетонный фундамент; 6 — песок; 7 — открытая отступка; 8 — кирпичная стена; 9 — заделка раствором; 10 — перемычки стены; 11 — глухая разделка толщиной в полкирпича
По способу устройства фундаментов в котловане различают монолитные и сборные.
Дата добавления: 2017-01-16; просмотров: 1754;
Конструкция неглубоких фундаментов основана на следующих принцип — под воздействием силы прокола земли такая поддержка, то есть сплошная усиленная рама, может быть плавно опущена и установлена вместе со зданием.
Основа небольших месторождений, несмотря на широко распространенное мнение, используется при строительстве зданий всех видов.
Расположение фундаментов с мелкой укладкой.
Структура основания включает следующие части:
Он был назван единственным;
В тех случаях, когда разработчики хотят снизить стоимость размещения жилья, они часто используют мелкую почву.
Такие структуры стоят намного меньше, чем глубоко глубокие структуры.
Одновременно они обладают достаточной мощностью.
Такими основаниями могут быть: столбы, ленты, плоские или монолитные.
Каждый из них имеет свое особое применение.
Выбор основан на предыдущих расчетах.
Этот вид наиболее популярен в строительстве летних домов. Он используется при строительстве деревянных домов. Поддержка ремня также может быть использована в качестве основы для тяжелых каменных конструкций.
Основания мелких фундаментов с лентой имеют форму сплошной бетонной ленты.
Равномерно распределите вес всего здания. Базовая структура может быть:
Преимущества использования тонкой конструкции с мелкой укладкой.
Эта конструкция используется в строительстве кирпичных или деревянных зданий.
Структура основания основания с неглубокой укладкой включает в себя колонны, которые соединяют структуру и фундамент.
Для того чтобы подложка была устойчивой и чтобы избежать воздействия деформации почвы, расстояние между опорными элементами должно составлять приблизительно 25 см.
Перед началом строительства пещеры устанавливаются на глубину 1 м.
В него закладываются железобетонные кольца.
Затем они конденсируются с песком. В верхней части установки железобетонных плит. Они станут основой для гриля.
Чтобы установить подложку под всю конструкцию здания, необходимо нанести армирующую бетонную плиту.
Его толщина не превышает 30 см. На этой базе происходит строительство стен дома.
Устройство базовой плиты аналогично устройству структуры ленты, но панель, в отличие от базовой плиты, представляет собой твердую армированную структуру.
Он гасит все изменения деформации в почве.
См. Подробные инструкции в видео:
Используя мелкие конструкции, потребление конкретного раствора уменьшается, затраты на рабочую силу сокращаются. Общая стоимость здания меньше половины.
Такое основное устройство часто используется при построении маломощных объектов.
В этом дизайне все элементы объединены с одной жесткой рамой.
Это равномерно передает груз на землю. Происходит перераспределение влияния сил деформации на всю поверхность носителя.
Следовательно, их отрицательный эффект уменьшается.
Монолитная база используется на всех типах почв. Ограничения на использование доступны только для поверхностей с наклонной поверхностью.
Кроме того, нет необходимости оснащать базу во время строительства.
Его фундамент выполняет фундаментальное строительство фундамента.
Конструкция монолитной конструкции связана со значительными затратами, но заменяет повышенную надежность такой конструкции.
Основа малых месторождений может иметь следующий вид:
Железобетон используется для их монтажа. Стены и подошвы укреплены;
Они загружают не только конечную часть, но и боковую плоскость;
При планировании базовой структуры следует учитывать климатические условия конкретного региона и характеристики почвы.
В России наиболее распространенная почва созревает и сильно насыщается влагой.
В процессе размораживания и замораживания такие почвы меняют свои характеристики.
Это может привести к разрушению фундаментов здания.
Поэтому, со всеми обязанностями, необходимо подойти к изоляции таких оснований.
Из-за адекватного потепления почва будет заморожена даже в тех случаях, когда нагрев отсутствует. Пенополистирол или пенопласт можно использовать в качестве теплоизоляционного материала.
Ни для кого не будет открытием, что основой любого здания является фундамент. Сегодня разработано и используется множество самых разнообразных видов. Наиболее распространенными и популярными среди индивидуальных застройщиков в нашей стране являются фундаменты мелкого заложения (ФМЗ). Далеко не всегда их использование оправдано, так как существуют как климатические, так и геологические зоны и участки где удобней и практичней применять несущие конструкции глубокого заложения.
При каких условиях будет оптимальным строительство мелкозаглубленного основания, а также существующие его виды и типы, более детально рассмотрим в этой статье.
Что это такое?
Все фундаменты могут быть мелкого и глубокого заложения.
При этом к мелкозаглубленным (до 1-2 метров от поверхности почвы) относят такие виды оснований:
К фундаментам глубокого заложения, заглубленных ниже 3 метров от поверхности почвы, относятся свайные.
Как правило, ФМЗ применяются на участках с выявленным проблемным грунтом, например, пучинистым.
Представляют собой раму, довольно жестко армированную. При пучении грунта под ней, она равномерно, без деформаций и разрушений «ходит» вверх и вниз вместе со всем домом. Далее детально рассмотрим описание фундаментов мелкого заложения, а также их виды и условия применения.
Ленточный
Является наиболее популярным в дачном строительстве, а также у индивидуальных застройщиков ведущих строительные работы собственными силами.
Используется он как для строительства деревянных, так и более тяжелых каменных сооружений. Такая мелкозаглубленная конструкция — это равномерно нагруженная стенами сооружения непрерывная полоса бетона.
Возможно несколько вариантов ее строительства:
Столбчатые ФМЗ
Может быть применена как при строительстве деревянных, брусовых, кирпичных, так и каменных зданий.
Состоит она из столбов, которые устанавливаются под каждым углом дома, а также в местах соединения внутренних и наружных стен. «Шаг» между столбами не должен превышать 2 метров.
Для возведения мелкозаглубленного столбчатого основания делают котлован, глубина которого должна быть около 1 метра, после чего в него укладываются кольца из железобетона, уплотняемые впоследствии песком и закрываются бетонными плитами.
Ростверк монтируют на эти плиты.
Плитный ФМЗ
Выстраивается как плита из железобетона, толщиной от 20 до 30 см, на которой и возводится здание. Этот вид схож с ленточным. Главное различие состоит в жестком армировании всей плоскости плиты, амортизирующей любые нагрузки связанные с движением грунтов.
Монолитный фундамент
Наиболее надежный, который может быть использован на любых типах почв, кроме участков, имеющих уклоны.
Все участки соединены в одну жесткую раму, равномерно передающую все нагрузки на площадь подошвы, что значительно снижает их негативное воздействие.
Недостатком является большие затраты материальных и трудовых ресурсов, а также довольно трудоемкий подготовительный процесс.
Прежде чем начать определение мелкого заложения, необходимо выяснить какой грунт находится на участке, а также как высоко находятся подземные воды.
Получив подробную информацию по этим вопросам можно выбрать наиболее подходящую несущую конструкцию и произвести расчет.
Для определения необходимой высоты фундамента используется полученное значение площади подошвы, обычно высоту берут в два раза больше чем ширину.
Определение параметров подошвы фундамента
Определение глубины заложения подошвы фундамента зависит от глубины промерзания грунта в регионе строительства в холодные сезоны. Подобная информация есть в большинстве строительных справочников.
Кроме того, это значение зависит от степени пучнистости грунта и уровня залегания подземных вод.
При проведении расчетов первоначально задаются предварительные размеры основания, такие как высота и ширина подошвы, исходя из предполагаемых особенностей дома.
В том случае, если в результате исследований участка было выявлено наличие высокого уровня грунтовых вод, то оценку характеристик грунта и расчет несущей конструкции лучше доверить специалистам, чтобы не получить дополнительных финансовых и нервных нагрузок.
При определении высоты основания важно помнить, что для любого фундамента делается подушка из песка или гравия, высотой от 10 до 20 см.
Учитывая это, следует делать котлован глубже на высоту подушки.
Если планируется мелкого заложения морозоустойчивый фундамент на участке с грунтовыми водами, то следующая таблица поможет сориентироваться, какой лучше выбрать:
Вид почвы | Характеристики | Нагрузка на основание кг/м2 | Рекомендуемый тип МФЗ при уровне грунтовых вод |
Менее 2 метров | Более 2 метров | ||
Скальные и полускальные, а также крупнообломочные породы | Почти не пучинистые, слабо-пучинистые | столбчатый | |
ленточный | |||
Плотные и средней плотности пески разных фракций | Слабо-пучинистые | столбчатый | |
столбчатый | |||
ленточный | |||
Глинистые грунты с прослойками мелкого и пылеватого песка, до глубины в 5-6 метров | Средне-пучинистые | столбчатый | |
ленточный | |||
плиты, забивные блоки | ленточный | ||
Рыхлые глинистые грунты и пески | Сильно-пучинистые | ленточный | |
плиты, забивные блоки | ленточный | ||
Глинистые грунты с пластичностью >0,75 | Сильно и чрезмерно пучинистые | ленточный | |
плиты, забивные блоки | ленточный |
Конструкции фундамента
Типы фондов и степень их использования. Основания небольших набережных построены на раскопках, открытых до глубины дизайна. В зависимости от конструктивных характеристик, бассейны делятся на пояс и пластину. С другой стороны, эти типы субстратов могут быть монолитными, полностью изготовленными вместо конструкции (в траншеи) и модульно, фитинги из бетона или железобетона, находятся на заводе или на испытательном полигоне и установлены ленты в городе.
Промежуточное положение занимают сборные монолитные конструкции, состоящие из сборных элементов, которые гомогенизируются на строительной площадке бетоном.
Рис. 7.1. Типы фундаментов:
собака; b — в виде пластины; c — огромный; 1 — фундамент; 2-подпорная стенка; 3 — колонка; 4 — опорный орган
Ф.9. КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
Ф.9.1. В каких случаях целесообразно применение фундаментов мелкого заложения?
Фундаменты мелкого заложения могут применяться для любых зданий и сооружений и инженерно-геологических условий. Однако при наличии в основании слабых слоев грунта выбор типа фундамента (мелкого или глубокого заложения) должен определяться на основе технико-экономического сравнения вариантов.
Ф.9.2. Как называются основные элементы фундамента мелкого заложения?
Основными частями фундамента являются: обрез; подошва, боковая поверхность и ступени (рис.Ф.9.2,а). Верхняя плоскость фундамента, на которую опираются надземные конструкции (2), называется обрезом (3) фундамента. Нижняя плоскость, через которую передается нагрузка на основание, называется подошвой (4). Вертикальные плоскости образуют боковую поверхность.
Расстояние от поверхности планировки DL до подошвы называется глубиной заложения d. Высота фундамента hf определяется расстоянием от подошвы фундамента до его обреза. За ширину подошвы фундамента принимается ее наименьший размер b, а за длину - ее больший размер l, то есть l³ b.
Фундаменты под колонны могут иметь одну или несколько ступеней. Верхняя часть такого сборного фундамента имеет подколонник. Место в подколоннике, в которое устанавливается колонна, называется стаканом.
Вертикальная часть наружного ленточного фундамента образует фундаментную стену.
Рис. Ф.9.2. Фундамент под колонну (а,б) и под стену (в): 1 - фундамент; 2 - колонна; 3 - обрез фундамента; 4 - подошва фундамента; 5 - подколонник; 6 - бетонные блоки |
Ф.9.3. От чего зависит глубина заложения фундамента?
Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность и деформации основания, не превышающие предельных по условиям нормальной эксплуатации.
Глубина заложения фундаментов определяется:
а) конструктивными особенностями зданий или сооружений (например, жилое здание с подвалом или без него), нагрузок и воздействий на их фундаменты;
б) глубиной заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубиной прокладки инженерных коммуникаций;
в) инженерно-геологическими условиями площадки строительства (физико-механические свойства грунтов, характер напластования и пр.);
г) гидрогеологическими условиями площадки и возможными их изменениями в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений;
д) глубиной сезонного промерзания грунтов.
Глубина заложения фундаментов исчисляется от поверхности планировки (рис.Ф.9.3,а) или пола подвала до подошвы фундамента (рис.Ф.9.3,б), а при наличии бетонной подготовки - до ее низа.
При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется[1]:
а) предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта не менее чем на 10-15 см;
б) избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта, если его прочностные и деформационные свойства значительно хуже свойств подстилающего слоя грунта;
в) стремиться, если это возможно, закладывать фундаменты выше уровня грунтовых вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ.
Рис.Ф.9.3. Схемы к определению глубины заложения фундаментов d: а - фундамент внешней оси здания; б - фундамент внутри здания |
Ф.9.4. Допускается ли закладывать подошвы соседних фундаментов на разных отметках?
Фундаменты здания рекомендуется закладывать на одной отметке. Однако, если здание состоит из нескольких отсеков, то для ленточных фундаментов допускается применение различной глубины их заложения. При этом переход от более заглубленной части к менее заглубленной должен выполняться уступами (рис.Ф.9.4). Уступы должны быть не круче 1:2, а высота уступаD h - не более 60 см.
Рис.Ф.9.4. Заложение соседних фундаментов на разной глубине |
Допустимая разность отметок заложения столбчатых фундаментов (или столбчатого и ленточного) определяется по формуле
где a - расстояние между фундаментами в свету; j Iи cI- расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта; p - среднее давление под подошвой расположенного выше фундамента под действием расчетных нагрузок.
Ф.9.5. Как определяется нормативное значение глубины сезонного промерзания грунта?
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта dfn принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) под открытой, оголенной от снега поверхностью горизонтальной площадки при уровне грунтовых вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
При отсутствии данных многолетних наблюдений нормативную глубину сезонного промерзания грунтов определяют на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение определяется по формуле
где d0- глубина промерзания при , м, принимаемая: для суглинков и глин - 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30; крупнообломочных грунтов - 0,34;Mt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, ° C, принимаемых по СНиП [8] или по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях.
За неимением этих данных нормативную глубину сезонного промерзания можно определить по схематической карте (рис.Ф.9.5), где даны изолинии нормативных глубин промерзания для суглинков, т.е. при d0= 0,23 м. При наличии в зоне промерзания других грунтов значение dfn, найденное по карте, умножается на отношение d0/0,23 (где d0соответствует грунтам рассматриваемой строительной площадки).
Рис.Ф.9.5. Карта нормативных значений глубины промерзания d0, см |
Ф.9.6. Как определяется расчетное значение сезонного промерзания грунта?
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле
где kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения и принимаемый для отапливаемых зданий в зависимости от конструкции полов и температуры внутри помещений, а для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий kh = 1,1 (кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой).
Ф.9.7. В каких грунтах глубина заложения фундаментов назначается независимо от расчетной глубины промерзания грунтов?
В скальных, крупнообломочных с песчаным заполнителем грунтах, песках гравелистых, крупных и средней крупности глубина заложения фундаментов назначается произвольно, так как в этих грунтах при замерзании не возникает сил морозного пучения.
Ф.9.8. Можно ли снизить силы морозного пучения конструктивными мероприятиями?
Глубину заложения фундаментов по условиям морозного пучения можно уменьшить за счет применения:
а) постоянной теплозащиты грунта по периметру здания;
б) водозащитных мероприятий, уменьшающих возможность замачивания грунтов;
в) полной или частичной замены пучинистого грунта на непучинистый под подошвой фундамента;
г) обмазки боковой поверхности фундаментов битумной мастикой или покрытия ее полимерными пленками;
д) искусственного засоления грунтов обратной засыпки.
Ф.9.9. Как определить, будет ли фундамент при данных условиях выдавливаться из грунта при его замерзании?
Фундамент будет испытывать деформации подъема при следующих условиях:
а) если фундамент заложен выше расчетной глубины сезонного промерзания в глинистом грунте текучей консистенции и пылеватом водонасыщенном песке, а расстояние между подошвой фундамента и уровнем грунтовой воды менее двух метров;
б) если касательные силы морозного пучения, возникающие на боковой поверхности фундамента, будут больше нагрузок от веса фундамента и надземных конструкций.
При этом второе условие является определяющим. Поэтому глубина заложения фундаментов может быть уменьшена за счет применения конструктивных мероприятий, обеспечивающих прочность и нормальные условия эксплуатации сооружения при неравномерных деформациях основания. Например, сооружение с монолитным каркасом выполнено на фундаментах в виде монолитной железобетонной плиты.
Ф.9.10. Из каких материалов делаются фундаменты?
В качестве материала фундаментов применяются бетон, железобетон, бут, кирпич. Основными материалами для фундаментов являются железобетон и бетон, которые применяются при устройстве всех видов фундаментов в различных инженерно-геологических условиях.
Железобетонные фундаменты выполняются из бетона марки не ниже В15 с армированием горячекатаной арматурой из стали класса А-III.
Каменная кладка фундаментов из кирпича, бута и пустотелых блоков предусматривается в конструкциях, работающих на сжатие, в основном для ленточных фундаментов и стен подвалов.
Бутобетон и бетон применяются наиболее часто при устройстве фундаментов в траншеях при их бетонировании в распор со стенками.
В строительстве применяются бутовые, бутобетонные (в бетон втапливают бутовые камни в количестве 25-30 % объема кладки) и бетонные фундаменты с уступами или наклонными гранями (рис.Ф.9.10). Высота уступа hy для бетона принимается обычно не менее 30 см, для бутобетона и бутовой кладки - 40 см.
Рис.Ф.9.10. Отдельно стоящий столбчатый фундамент: а - с наклонными боковыми гранями; б - с уступами |
Положение боковой грани фундамента определяется углом жесткости a , при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения. Угол жесткости, определяющий отношение между высотой h и шириной b уступов, или наклон боковых граней (угол a ), зависит от марки бетона, бута, кирпича и изменяется от 30 до 40° .
Ф.9.11. Отличаются ли конструктивно фундаменты мелкого и глубокого заложения?
Да, отличаются. Фундаменты глубокого заложения, в отличие от фундаментов мелкого заложения, имеют более развитую боковую поверхность и подошву фундамента.
Кроме того, фундаменты мелкого заложения устраиваются с разработкой котлованов, а фундаменты глубокого заложения - непосредственно в грунте.
Армирование фундаментов также различно. У фундаментов мелкого заложения армируется только подошва (рис.Ф.9.11,а,б), а у фундаментов глубокого заложения - как оболочка (наружная часть), так и днище фундамента (рис.Ф.9.11,в).
Рис.Ф.9.11. Конструкция фундаментов мелкого (а,б) и глубокого (в) заложения: а - ленточный фундамент; б - столбчатый фундамент; в - опускной колодец: 1 - стеновые блоки; 2 - плита-подушка; 3 - фундаментная балка; 4 - опорная подушка; 5 - стакан; 6 - ступени; 7 - оболочка; 8 - нож; 9 - днище; 10 - перекрытие |
Ф.9.12. На какие типы можно подразделить фундаменты мелкого заложения?
Различают следующие основные типы фундаментов мелкого заложения (рис.Ф.9.12).
1. Ленточные фундаменты под стены и колонны.
2. Ленточные прерывистые фундаменты под стены.
3. Столбчатые фундаменты под стены.
4. Отдельно стоящие фундаменты под колонны.
5. Щелевые фундаменты.
6. Фундаменты в вытрамбованных котлованах.
7. Сплошные фундаменты в виде железобетонных плит.
8. Коробчатые фундаменты.
Ф.9.13. Как конструктивно подразделяются фундаменты под стены и колонны?
Ленточные фундаменты под стены устраиваются монолитными или из сборных блоков (рис.Ф.9.12,а,б,в,г,д). В монолитном варианте армируется только плитная часть фундамента. В сборном варианте используются железобетонные (с армированием) подушки и бетонные блоки (без армирования) для фундаментных стен. Толщина фундаментной подушки равна 300, 500 мм. Ширина изменяется от 600 до 3200 мм. Фундаментные блоки имеют унифицированную ширину 300, 400, 500, 600 мм и высоту 280, 580 мм. Длина блоков равна 880, 1180 и 2380 мм.
Ленточные фундаменты под колонны (рис.Ф.9.12,е) выполняются из монолитного железобетона с армированием подошвы и стен фундамента. Если ленты делаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях, то фундамент называется фундаментом из перекрестных лент (рис.Ф.9.12,ж). Данный тип фундаментов имеет ряд преимуществ перед обычными ленточными, так как обладает способностью к выравниванию неравномерных деформаций основания.
Ф.9.14. Какие особенности имеют ленточные прерывистые фундаменты?
Ленточные прерывистые фундаменты (см.рис.Ф.9.12,а) отличаются от обычных тем, что фундаментные подушки укладываются с разрывом, величина которого определяется расчетом. Пространство между подушками заполняется песком или грунтом с уплотнением. Нагрузка от фундаментной стены передается через уплотненный грунт на основание. Стоимость прерывистых фундаментов до 10-15 % менее стоимости обычных ленточных.
|
Рис.Ф.9.12. Фундаменты мелкого заложения: а - сборный ленточный, прерывистый; б, в, г,д - поперечные сечения ленточных фундаментов под стены; е - ленточный монолитный под колонны; ж - фундамент из перекрестных лент; з, к - отдельно стоящий из сборных столбов и рандбалок; л,м - отдельно стоящий под колонны; н - коробчатый плитный; о - плоский плитный; п - многоугольный плитный; р - плитный под колонны: 1 - отмостка; 2 - гидроизоляция; 3 - сборные бетонные стеновые блоки; 4 - армированный пояс; 5 - подушка ленточного фундамента; 6 - стеновая ребристая панель; 7 - подушка под колонну (столб); 8 - колонна (столб); 9 - рандбалка сборная; 10 - колонна; 11 - железобетонная лента; 12 - железобетонная плита; 13 - бетонная подготовка |
Ф.9.15. В каких случаях необходимо обеспечить устойчивость наружных стен ленточных фундаментов и чем это достигается?
Если глубина подвала превышает 3 м, то под действием активного давления грунта возможно смещение фундаментных стеновых блоков по направлению в подвал. Поэтому для повышения устойчивости стен подвала в горизонтальные швы между блоками вводятся плоские сетки (см. рис.Ф.9.12,г) из арматуры диамет- ром 8-10 мм.
Ф.9.16. Что такое армированный пояс?
При возведении сборных ленточных фундаментов на сильносжимаемых, просадочных и других структурно неустойчивых грунтах для повышения жесткости фундаментов предусматриваются армированные швы или пояса (рис.Ф.9.16) поверх фундаментных плит или последнего ряда стеновых блоков по всему периметру здания с соблюдением следующих требований:
- армированный шов должен быть толщиной 3-5 см; для его устройства применяется цементный раствор не ниже марки раствора основной кладки и не ниже М 50;
- армированный пояс выполняется из монолитного бетона шириной не менее толщины фундаментного блока (кирпичной стены) и высотой 15-30 см, бетон марки не ниже В15;
- шов и пояс армируют стержнями диаметром не менее 10 мм.
Ф.9.17. Для чего осуществляется перевязка фундаментных стеновых блоков?
Для обеспечения пространственной жесткости сборного фундамента предусматривается связь между продольными и поперечными стенами путем перевязки их фундаментными стеновыми блоками или закладки в горизонтальные швы арматурных сеток.
Фундаментные стеновые блоки укладывают с перевязкой вертикальных швов на участке длиной не менее высоты фундаментного стенового блока на структурно неустойчивых грунтах и не менее 0,4 высоты блока при модуле деформации грунтов E > 10 МПа.
Ф.9.18. Какую конструкцию имеют столбчатые фундаменты под стены?
Столбчатые фундаменты (см.рис.Ф.9.12,з,к) применяются в зданиях с конструктивной схемой из неполного каркаса. Столбчатые фундаменты состоят из фундамента стаканного типа, на обрез которого укладываются фундаментная балка или цокольная панель. Фундаменты данного типа допускается устраивать на грунтах с высокими деформационными и прочностными характеристиками. Это объясняется тем, что подобные фундаменты не допускают неравномерности деформаций. Фундаменты армируются в плоскости подошвы сварными сетками и пространственными каркасами в теле столба (колонны).
Ф.9.19. Какую конструкцию имеют отдельно стоящие фундаменты под колонны?
Отдельно стоящие фундаменты (см.рис.Ф.9.12,л,м) устраивают под колонны из монолитного железобетона, включая плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Монолитные фундаменты выполняются как одно целое с колоннами. При этом арматура колонн соединяется с арматурой фундамента (рис.Ф.9.19). Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана, а металлических колонн - при помощи анкерных болтов.
Рис.Ф.9.19. Соединение колонн с фундаментом: а - монолитное; б - со стальной колонной; 1 - арматура; 2 - анкерные болты |
Высота ступеней принимается кратной 150 мм. Первая ступень должна быть не менее 300 мм. Ширина ступеней определяется из условия продавливания.
В песчаных грунтах под монолитными фундаментами обязательно устраивается монолитная подготовка толщиной 150 мм из бетона марки не ниже М.50. В глинистых грунтах подготовку можно не устраивать, но необходимо увеличить защитный слой бетона до 80 мм.
Отдельные фундаменты могут быть сборными, состоящими из одного или нескольких элементов (см.рис.9.12,м).
Ф.9.20. Какую конструкцию имеют щелевые фундаменты?
Щелевые фундаменты (рис.Ф.9.20) представляют собой тонкие стенки толщиной от 10 до 20 см, устраиваемые путем прорезки грунта и заполнения щели бетоном с полным или частичным армированием. Подколонник опирается непосредственно на бетонные пластины и выполняется в монолитном варианте. Преимущество щелевого фундамента в том, что нагрузка на основание передается не только торцом, но и боковой поверхностью. Однако щелевые фундаменты можно устраивать только в глинистых грунтах.
Рис.Ф.9.20. Ленточный многощелевой фундамент: 1 - поверхность грунта; 2 - распределительная плита; 3 - надземная стена; 4 - бетонные пластины; 5 - перекрытие; 6 - пол подвала |
При разработке щели барой часть грунта остается на ее дне и зачистку приходится делать вручную, что снижает технологичность устройства подобных фундаментов.
Ф.9.21. Какую конструкцию имеют фундаменты, устраиваемые в вытрамбованных котлованах?
Фундаменты в вытрамбованных котлованах (рис.Ф.9.21) устраивают с помощью конической или трапецеидальной трамбовки путем ее сбрасывания с высоты 4-6 м до образования полости в грунте, которая заполняется бетоном. Преимущество подобного фундамента в том, что при вытрамбовании грунта вокруг котлована образуется зона с большей плотностью, чем плотность естественного грунта. В результате не только увеличивается несущая способность фундамента, но и частично устраняются просадочные свойства лессовых грунтов.
Рис.Ф.9.21. Фундаменты в вытрамбованных котлованах: а - столбчатый без уширения; б - с уширенным основанием: 1 - стакан для установки колонны; 2 - фундамент; 3 - уплотненная зона грунта; 4 - втрамбованный жесткий материал (грунт) |
Несущую способность фундамента можно увеличить, если выполнить устройство уширенной зоны втрамбованием в грунт щебня.
Применение фундаментов в вытрамбованных котлованах дает наибольший эффект при степени влажности Sr £ 0,75 и удельном весе не более 16 кН/м3.
Ф.9.22. Как устраиваются фундаменты в виде сплошных железобетонных плит?
Фундаменты в виде сплошных железобетонных плит (см. рис.Ф.9.12,н,о,п) устраиваются под всем зданием или сооружением и представляют собой плоскую, ребристую или коробчатую плиты (рис.Ф.9.22). В плане эти фундаменты имеют прямоугольное, круглое или кольцевое очертания.
Рис.Ф.9.22. Плитные фундаменты: а - со сборными стаканами; б - с монолитными стаканами;в - ребристая плита; г - плита коробчатого сечения: 1 - верхняя рабочая сетка; 2 - нижняя рабочая сетка;3 - вертикальная арматура |
В отличие от рассмотренных ранее, сплошные фундаменты обладают способностью изгибаться под действием внешних нагрузок. Поэтому сплошные фундаменты армируются как в нижней, так и в верхней зонах сечения (рис.Ф.9.22). Армирование выполняется плоскими сварными сетками или отдельными стержнями, которые укладываются на поддерживающие каркасы.
Данный тип фундаментов имеет наибольшее преимущество при слабых грунтах, так как эти фундаменты нечувствительны к неравномерным осадкам.
Ф.9.23. Почему у некоторых фундаментов подошва выполняется наклонной?
Подобные фундаменты применяются в том случае, если на обрезе фундамента действует наклонная нагрузка. Наклонная нагрузка возникает от распорных конструкций без затяжки. Примером являются Г-образные рамы сельскохозяйственных зданий и арочные покрытия спортивных сооружений.
Фундаменты устраиваются в монолитном или сборном исполнении (рис.Ф.9.23) с углом наклона подошвы к горизонту не более 20° . Устройство наклонной грани устраняет возможность сдвига фундамента по подошве, повышая тем самым его устойчивость.
Рис.Ф.9.23. Фундамент с наклонной подошвой: 1 - цокольная панель; 2 - полурама; 3 - раствор; 4 - фундамент; 5 - подготовка |
Ф.9.24. Для чего под подошвой фундамента устраивается песчаная подготовка?
Основное назначение песчаной подготовки - устранить неровности в плоскости контакта подошвы фундамента и грунта основания, образующиеся при разработке котлована. При этом устраняется возможность смятия грунта и тем самым выравниваются контактные напряжения по подошве фундамента.
Песчаная подготовка устраивается в глинистых грунтах. В песчаных грунтах при устройстве монолитных железобетонных фундаментов роль песчаной подготовки выполняет слой из тощего бетона, называемый подбетонкой. Толщина подбетонки принимается равной 100-150 мм.
Целесообразно возводить фундаменты на промежуточной подготовке переменной жесткости в плане (рис.Ф.9.24). В этом случае эпюра контактных давлений трансформируется таким образом, что наибольшие давления на грунт концентрируются под бетонной частью подготовки.
Рис.Ф.9.24. Фундамент на промежуточной подготовке: 1 - эпюра контактных давлений; 2 - рыхлый песок; 3 - бетон; 4 - фундамент |
Ф.9.25. В чем отличие напряженного состояния под столбчатыми, ленточными и круглыми в плане фундаментами?
Характер распределения напряжений в грунтах зависит от вида нагрузки, приложенной на его поверхности.
Под подошвой столбчатых фундаментов, имеющей очертание в плане в виде квадрата или прямоугольника, напряжения и деформации, возникающие в грунте от нагрузки, передаваемой фундаментом, распределяются в основании в условиях пространственной деформации. Поэтому для определения напряжений и деформаций в основании в этом случае следует использовать решение Буссинеска для сосредоточенной силы с интегрированием по площади квадрата или прямоугольника.
Под ленточными фундаментами мы имеем условия плоской деформации, поэтому для определения напряжений используется решение Фламана, полученное для линейной нагрузки с его интегрированием по ширине фундамента.
Для круглых в плане фундаментов, массив грунта под которыми находится в условиях осесимметричной деформации, используется решение Буссинеска с интегрированием для нагрузки, равномерно распределенной по кругу.
Ф.9.26. В чем отличие центрально и внецентренно нагруженных фундаментов?
Центрально нагруженными называют фундаменты, у которых центр тяжести подошвы и внешней нагрузки находятся на одной вертикали (рис.Ф.9.26,а).
Внецентренно нагруженными называют фундаменты, у которых внешняя нагрузка приложена с эксцентриситетом относительно центра тяжести подошвы фундамента (рис.Ф.9.26,б).
Рис.Ф.9.26. Центрально (а) и внецентренно (б) нагруженные фундаменты. Эпюры реактивных давлений под подошвой фундаментов при различном эксцентриситете внешней нагрузки |
Для ленточных и столбчатых фундаментов из-за их большой жесткости реактивные (контактные) давления под подошвой принимаются распределенными равномерно у центрально нагруженных фундаментов или изменяющимися по трапецеидальному закону у внецентренно нагруженных фундаментов. В некоторых случаях при большой величине эксцентриситета внешней нагрузки эпюра реактивных давлений может иметь треугольное очертание.
При планировании постройки здания первым вопросом выступает вид фундамента, который будет надежной опорой, предотвращающей влияние грунтовых вод и мороза. Для правильного конструирования фундамента ознакомимся с основными видами и правилами установки фундаментов мелкого заложения.
Отличительной чертой фундаментов мелкого заложения является глубина закладки, которая составляет от 40 до 90 см. Это позволяет сэкономить как трудовые, так и строительные ресурсы. Такие фундаменты не требуют большого количества бетона для заливки и толстого слоя щебенки для засыпки. Затраты на возведение фундамента мелкого заложения уменьшаются в два-три раза.
Фундаменты мелкого заложения состоят из:
Фундамент мелкого заложения применяется в таких случаях:
Выделяют ленточные, столбчатые и плитные фундаменты мелкого заложения, которые в свою очередь разделяются технологией конструирования, и материалами, используемыми для строительства.
Классификация фундаментов мелкого заложения по технологии конструирования:
Типы фундаментов мелкого заложения по материалам:
Для ленточного фундамента, наиболее подходящим типом грунта, является материковый грунт, возникший путем естественной трамбовки. Применяют такой фундамент при сооружении здания, состоящего из кирпича, самана или небольших бетонных блоков.
Основным достоинством ленточного фундамента мелкого заложения является простота конструирования.
Согласно материалу выделяют ленточные фундаменты из:
Для сооружения бутового фундамента применяют бутовые камни, которые укладывают с помощью цементного раствора. Такие фундаменты самые трудоемкие и имеют наибольший вес. Обычная высота бутового фундамента составляет 55-65 см. Сфера использования – небольшие дачные дома или бытовки.
Для бутобетонного ленточного фундамента используют известково-цементный или цементный раствор, которым заливают основание из щебня, гравия, битого кирпича или бутовых камней.
Этапы работы над фундаментом ленточного типа:
Совет: обязательно перед заливкой смочите опалубку водой, чтобы влага из бетона не впитывалась в опалубку.
Над насыпанным слоем песка или щебня, толщина которого составляет около 25 см, укладывают железобетонную плиту, которая является основанием фундамента плитного типа. Такой фундамент более прочный, надежный и долговечный, но и затраты на сооружение более существенны.
Достоинства фундаментов мелкого заложения плитного типа:
Инструкция по конструированию плиточного мелкозаложеного фундамента:
Совет: для предотвращения трещин при быстром высыхании бетона поливайте плиту водой или накройте полиэтиленовой пленкой.
Такой тип фундамента отлично подходит для строительства бани, помещений хозяйственного назначения или небольшого сооружения. Иногда такой фундамент применяют при строительстве деревянных домов.
К преимуществам столбчатых мелкозаложеных фундаментов относятся:
Этапы работы над столбчатым фундаментом:
Совет: Положите под решетки несколько обломков кирпичей для обеспечения надежности бетонной массы при заливке.
Для долгосрочного функционирования фундамента необходимо помнить о таких правилах: