Основание это в строительстве
17. Что называется основанием и фундаментом здания.
Основанием называют толщу грунтов, воспринимающих нагрузку от здания и сооружения. Разделяют их на естественные и искусственные. Естественным считается основание, которое используется в условиях природного залегания после незначительной предварительной подготовки. Искусственные основания — это такие основания, свойства которых улучшают с помощью различных методов (конструктивных, уплотнения и закрепления).
Фундаментом называют подземную часть здания, предназначенную для передачи нагрузки от веса сооружения на основание (рис. 9,а). Плоскость фундамента, опирающуюся на основание, называют подошвой. Поверхность фундамента, на которую опирается надземная часть конструкции и границы между уступами фундамента, называют обрезом. Слой грунта, на который опирается подошва, называют несущим слоем, остальные слои — подстилающими. Расстояние от поверхности земли до подошвы называют глубиной заложения фундамента
df. Объем грунта, деформирующийся под действием внешней нагрузки, — это рабочая зона основания. Глубину рабочей зоны основания называют мощностью сжимаемой толщи Нс. Уровень подземных вод обозначают отметкой WL, подошвы фундамента — FL, нижнюю границу сжимаемой толщи BS.
19. Приведите классификацию фундаментов, используемых в современном строительстве.
По способам передачи давления от сооружения на грунты оснований различают три категории фундаментов: фундаменты в открытых котлованах (рис. 9,б), которые возводятся в котлованах и передают давление на основание только по подошве; фундаменты глубокого заложения (рис. 9, в) формируются или погружаются в грунт с помощью специальных устройств, они передают нагрузку на основание как путём трения по боковой поверхности фундамента, так и по подошве; свайные фундаменты (рис. 9, г) по способам передачи нагрузки на грунт основания и методам производства работ, при их устройстве, занимают промежуточное положение между двумя упомянутыми выше типами фундаментов.
20. Какие факторы следует учитывать при проектировании оснований и фундаментов?
Надёжность оснований и фундаментов зависит от способа выполнения строительных работ, правильной оценки физико-механических свойств грунтов оснований, а также учёта их совместной работы с фундаментами и всеми надземными конструкциями. Неправильная оценка физико-механических свойств грунтов оснований, как правило, приводит к развитию неравномерных осадок фундаментов зданий и, в конечном счёте, к полному разрушению здания.
21. Какие принципы положены в основу проектирования оснований и фундаментов?
22. Что называется грунтами?
Грунтами называются горные породы, слагающие верхние слои земной поверхности, образовавшиеся в результате выветривания.
23. Перечислите основные и дополнительные физические характеристики грунтов.
В результате лабораторных исследований грунтов определяют три основных показателя: плотность грунта ненарушенной структуры ρ, равную отношению массы образца грунта к его объему; плотность твердых частиц грунта ρs, равную отношению массы твердых частиц к их объему, и природную влажность w, равную отноше_нию массы воды, содержащейся в грунте, к объему твердых частиц.
24. Приведите классификацию грунтов.
К скальным грунтам относятся изверженные, метаморфические и осадочные горные породы.
Крупнообломочные грунты в зависимости от гранулометрического состава классифицируются на валунные, галечниковые и гравийные.
Песчаные грунты в зависимости от гранулометрического состава разделяют на гравелистые (крупнее 2 мм), крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые (менее 0,1 мм).
Пылевато-глинистые грунты в зависимости от числа пластичности подразделяют на супеси, суглинки и глины.
25. Что такое просадочные, набухающие и вечномёрзлые грунты?.
Просадочные это пылевато-глинистые грунты, которые при замачивании дают значительную дополнительную осадку (просадку).
Набухающие грунты способны при увлажнении увеличиваться в объеме.
Вечномерзлые грунты располагаются на значительной территории России. Они характеризуются наличием в порах воды, находящейся в замерзшем состоянии, в течение трех и более лет. При повышении температуры возможно оттаивание вечномерзлого грунта, сопровождающееся изменением внутренней структуры, что может привести к развитию дополнительных неравномерных осадок.
Выбор правильного основания под фундамент
Когда вы выезжаете за город к знакомым и друзьям, то часто, совершая прогулки по окрестностям, можете заметить трещины на стенах еще не старых домов и построек. Когда на стене появляется трещина, это свидетельствует о том, что основание, которое находится под фундаментом здания, просело.
Качественно утрамбованное основание под фундамент является гарантом долгосрочной службы всего здания в целом.
Проседание основания приводит к деформации фундамента и на стенах, таким образом, начинают появляться трещины. Почему это происходит? Это происходит, потому что строители, перед тем как начать строительство, не определили, какие основания у данного участка.
Грунт в основании дома, как правило, является самым слабым звеном в конструкции. Поэтому выбор вида фундамента и его конструктивных особенностей происходит, отталкиваясь от его свойств. По поводу особенностей основания на вашем участке вы можете поинтересоваться у соседей, еще это можно определить по уровню воды в колодце или ближайшем водоеме. Существуют и другие способы определения его несущих особенностей.
Устройство основания под фундамент
Самым ответственным заданием в процессе строительства дома или другого здания является устройство основания под фундамент.
Схема устройства песчаной подушки под ленточный фундамент.
Его надежность – это залог длительной эксплуатации здания. От основания зависит как его устойчивость, так и прочность.
Основание можно сравнить с ногами человека, на них идет вся нагрузка, так и на основании держится все сооружение, и как бы оно ни было крепко, без крепкого основания оно ничего не значит.
Основания под фундамент любых строительных площадок имеют свою историю образования.
Свойства, строение и состав грунтов различных строительных площадок имеют свою, определенную природой, особенность. Они могут кардинально отличаться друг от друга и нуждаются в специальном изучении. То, как они ведут себя под разными нагрузками, обусловлено сложными процессами, которые во многом отличаются от аналогичных процессов поведения материалов конструкции (пеноблока, кирпича, бетона и др.). Прочность грунтов в несколько сотен раз меньше, а их деформируемость превышает деформируемость конструкционных материалов в тысячи раз.
Основанием называют толщу различных грунтов, на которых осуществляется строительство. Функция основания – это принимать на себя вес всего здания, его нагрузки. И под этими нагрузками происходит деформация основания. Если деформации основания большие, то и в самом здании начинается процесс деформации, который может воспрепятствовать его дальнейшей эксплуатации. И это может привести к аварии и разрушению самого здания.
Существуют естественные основания, это те, которые созданы природой и используются в том же виде, и искусственные, полученные путем замены грунта на более твердые основания, по типу щебеночного (когда рыхлое основание выкапывают и выкидывают а на его место засыпается щебень) или его уплотнение (утрамбовкой). Уплотнение бывает двух видов: поверхностное уплотнение и углубленное уплотнение.
Схема возведения плитного фундамента.
Чем характеризуется поверхностное уплотнение: оно выполняется тяжелыми гладкими катками, которые после нескольких проходов обеспечивают уплотнение до 0,5 метра. Углубленное же уплотнение производят глубинным вибрированием, попутно увлажняя почву. Этот метод позволяет провести уплотнение до 10 м.
Естественные основания в случае их непригодности для строительства можно заменить. Устройство на их месте искусственных оснований обеспечивает соблюдение всех нормативов для дальнейшего продолжения строительства. Устройство искусственных оснований проходит с использованием песка или щебня.
Вернуться к оглавлению
Различия и особенности оснований
Важно принимать во внимание, что грунты, которые залегают на небольшой глубине более подвержены метеорологическим, климатическим и другим воздействиям, и они не могут служить надежным основанием для строительства. Поэтому часть строящегося сооружения заглубляют, и она предназначена в основном для передачи нагрузки от самого здания на основание. Ее и называют фундаментом, а его нижнюю поверхность – подошвой.
Расстояние от подошвы до поверхности называют глубиной, на которую залегает фундамент. Нужно запомнить главное правило, что глубина заложения рассчитывается по специальным формулам (это может зависеть от разной несущей способности грунтов), но не может быть меньше глубины промерзания + 20 см. В разных регионах глубина промерзания грунта разная, на юге она может быть меньше, на севере – больше.
Если пласты грунтов наслоены друг на друга, тогда различают несущий слой, на который опирается фундамент и второй, подстилающий слой.
Нужно иметь в виду, что насыпные материалы, на которых не применялось уплотнение катками, нельзя применять в качестве оснований. В этом случае нужно выкопать траншею до твердых пород грунта и уже на них опираться.
Деформация фундамента при пучении грунта.
Еще распространены слабые почвы, насыщенные водой, илом и др. На такие участки нужно устанавливать свайные фундаменты. Так как разновидностей оснований существует очень много, необходимо знать и понимать, каким образом проводятся эти исследования. Как определить их несущую способность и знать, пригодны они под строительство или нет? Обычно такие исследования проводятся в лабораториях, сначала отбираются образцы и потом они исследуются на предмет их несущей способности.
Существует строительная классификация грунта. Они разделены на скальные, не скальные, крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые, глинистые, лессовые, плывуны, биогенные и насыпные, а также почвы. Эта классификация разделяет каждый вид согласно его структуре, составу и характеру залегания.
Вернуться к оглавлению
Устройство для определения несущей способности грунта в домашних условиях
Сначала нужно выкопать траншею глубиной примерно в два метра, зачистить дно траншеи, чтобы там не было рыхлого грунта, потом опустить в эту траншею специальное устройство, состоящее из деревянного столба, сечением 10 на 10 см, на самом верху которого приготовлена площадка под груз, на эту площадку положить примерно 150 кг груза и наблюдать за этим столбом, на сколько он будет вдавливаться в дно траншеи, расстояние, на которое он вошел в землю, нужно измерить.
Выталкивание столба фундамента пучинистым грунтом.
Если он не будет вдавливаться, то это свидетельствует о том, что на этом месте можно производить строительство без опасений. В данном случае можно воспользоваться формулой и подсчитать несущую способность грунта: 150 кг : 100 кв. см (150 кг – это вес груза, а 100 квадратных сантиметров – это площадь бруса) = 1,5 кг/кв. см. Этот способ является самым простым, чтобы проводить исследование в домашних условиях.
После исследований исходя из результатов определяют глубину, на которой будет устанавливаться фундамент и его размер. Для того чтобы строительство оказалось экономным, глубина, на которой будет установлен фундамент, должна быть как можно меньше (это скажется на общей стоимости стройматериалов, потраченного на установку и их количестве). Это зависит от несущей способности грунта и глубины промерзания + 20 см.
Идеальным случаем для экономии было бы расположение несущего слоя грунта от поверхности и вниз. Тогда бы глубина заложения была бы минимально допустимая. Также существует такое понятие, как «несущая (деформируемая) зона». Несущая зона (деформируемая) распространяется от подошвы и до той глубины, на которой напряжение от нагрузки здания и веса грунта будут равны начальному просадочному давлению.
Устройство несущей зоны должно осуществляться только в грунтах, у которых несущая способность вполне достаточна, для того чтобы здание было устойчивым. Все, что окружает деформируемую (несущую) зону, может не быть прочным грунтом, так как это никак не влияет на устойчивость здания.
Вернуться к оглавлению
Выводы, которые можно сделать:
- должно быть прочное основание, несущая способность должна быть не меньше, чем 1,5 кг/кв. см;
- глубина, на которой будет залегать фундамент, должна быть больше глубины промерзания + 20 см;
- в случае если основания окажутся просадочными, нужно заменить их на более твердые материалы и произвести их уплотнение или рассмотреть применение свайного фундамента;
- зона деформации (несущая зона) должна располагаться в прочных грунтах;
- перед строительством необходимо произвести анализ основания;
- необходимо помнить, что попадание воды в фундамент и основание может вызвать их проседание и разрушение дома.
С помощью этих подсказок можно самому определить, какое основание нужно, для того чтобы строительство вашего дома было проведено без нарушений, и он в дальнейшем простоял долгое время.
Что такое фундамент в строительстве? Их функции и назначение
🕑 Время чтения: 1 минута
Содержание:
- Что такое фундамент в строительстве?
- Какова цель фонда?
- Функции фундамента в строительстве
- Требования к хорошему фундаменту
Что такое фундамент в строительстве?
Фундамент — это самая нижняя часть здания или гражданской конструкции, находящаяся в непосредственном контакте с грунтом, которая безопасно передает нагрузки от конструкции на грунт.
Как правило, фонд можно разделить на два, а именно мелкий фундамент и глубокий фундамент. Неглубокий фундамент передает нагрузку на слой, находящийся на небольшой глубине. Глубокий фундамент передает нагрузку на более глубокую глубину под поверхностью земли. Высокое здание, такое как небоскреб, или здание, построенное на очень слабом грунте, требует глубокого фундамента. Если строящееся здание имеет план расширения в будущем по вертикали, то необходимо предусмотреть глубокий фундамент.
Рис.1. Фундамент здания в строительстве
Для устройства фундамента траншеи роют глубже в почву до достижения твердого слоя. Для укрепления основания фундамента в эту траншею заливают бетон. Эти траншеи объединены с арматурным каркасом для увеличения прочности фундамента. Выступающие наружу стальные стержни действуют как кости и должны быть соединены с основанием наверху. После правильной заливки фундамента можно приступать к строительству здания.
Строительство фундамента может быть выполнено из бетона, стали, камня, кирпича и т. д. Выбор материала и типа фундамента для желаемой конструкции зависит от расчетных нагрузок и типа подстилающего грунта. Проект фундамента должен учитывать различные воздействия строительства на окружающую среду. Например, земляные и свайные работы, выполняемые для глубокого фундамента, могут привести к неблагоприятному нарушению близлежащего грунта и фундамента конструкции. Иногда это может вызвать проблемы с урегулированием соседней структуры. Такие эффекты должны быть изучены и приняты во внимание, прежде чем подвергаться таким операциям. Утилизация отходов от операций должна быть утилизирована надлежащим образом. Строительство фундамента должно быть сделано, чтобы противостоять внешней атаке вредных веществ. Фундамент каждой конструкции спроектирован таким образом, чтобы:
- Подстилающий грунт под фундаментной конструкцией не разрушался при сдвиге
- Осадка, возникшая во время первой сервисной нагрузки, или должна быть в пределах
- Допустимое опорное давление можно определить как давление, которое грунт может выдержать без разрушения.
Какова цель фонда?
Фундаменты предусмотрены для всех несущих конструкций в следующих целях:
- Фундамент – главная причина стабильности любой конструкции. Чем прочнее фундамент, тем устойчивее конструкция.
- Надлежащее проектирование и строительство фундаментов обеспечивают надлежащую поверхность для разработки основания на надлежащем уровне и на твердом основании.
- Специально разработанное основание помогает избежать бокового смещения опорного материала.
- Надлежащий фундамент равномерно распределяет нагрузку на поверхность кровати. Такой равномерный перенос помогает избежать неравномерной осадки здания. Дифференциальная осадка является нежелательным строительным эффектом.
- Фундамент служит для полного распределения нагрузки от конструкции на большую площадь основания, а затем на грунт под ним. Эта нагрузка, передаваемая на грунт, должна находиться в пределах допустимой несущей способности грунта.
Функции фундамента в строительстве
Исходя из назначения фундамента в строительстве, к основным функциям фундамента можно отнести следующие:
- Обеспечение общей поперечной устойчивости конструкции
- Фундамент выполняет функцию обеспечения ровной поверхности для строительства основания
- Распределение нагрузки осуществляется равномерно
- Интенсивность нагрузки снижается до безопасной несущей способности грунта
- Эффект движения почвы сопротивляется и предотвращается
- Вопросы размыва и подкопа решаются устройством фундамента
Требования к хорошему основанию
Проектирование и строительство хорошо работающего фундамента должны соответствовать некоторым основным требованиям, которые нельзя игнорировать. Они есть:
- Конструкция и конструкция фундамента выполнены таким образом, чтобы он мог выдерживать, а также передавать постоянные и действующие нагрузки на почву.
Этот перенос должен быть осуществлен без каких-либо расчетов, которые могут привести к любой форме проблем со стабильностью конструкции. - Дифференциальную осадку можно избежать, используя жесткое основание для фундамента. Эти проблемы более выражены в областях, где наложенные нагрузки неравномерны по своей природе.
- В зависимости от почвы и площади рекомендуется иметь более глубокий фундамент, чтобы он мог защитить от любых повреждений или бедствия. В основном это вызвано проблемой усадки и набухания из-за изменений температуры.
- Выбранное место для фундамента должно быть зоной, на которую не влияют будущие работы или факторы.
Подробнее: Типы фундаментов зданий и их использование в строительстве Типы глубоких фундаментов, используемых в строительстве, и их использование
Типы фундаментов, применяемых в строительстве
При строительстве домов на одну семью, небоскребов или надстроек выбор правильного фундамента очень важен.
Фундамент любого здания служит двум основным целям: распределяет вес от несущих стен на почву или коренную породу под ними и предотвращает попадание грунтовых вод или влаги в почву.
Топография, геология и почвоведение (исследование почвы) на вашей строительной площадке в дополнение к размеру вашего здания и другим факторам, таким как тип конструкции, определяют тип фундамента, который подходит для вашего здания.
В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные типы фундаментов и примеры каждого из них. Мы также предоставляем визуальные доказательства каждого фундамента, чтобы помочь прояснить преимущества каждого типа фундамента.
Какие бывают типы фундаментов
Учитывая, что земля под нашими ногами может состоять из множества различных типов почв, камней, отложений и т. д., инженеры-геотехники должны знать, как эти переменные в грунте влияют на строительство и целостность конструкции.
В строительстве есть две основные категории фундаментов: глубокие и неглубокие.
Давайте рассмотрим их на высоком уровне:
1. Глубокие фундаменты
Глубокие фундаменты необходимы при строительстве на песке и другом мягком грунте, который не сможет поглотить нагрузку здания. Вместо этого фундамент должен быть установлен глубоко под землей или даже под водой, где может быть установлен контакт с более прочными слоями земли.
Мосты, опоры и дамбы, например, должны закладываться под воду, сохраняя при этом структурную целостность. Именно здесь глубокие фундаменты становятся необходимыми для строительства крупных сооружений.
2. Неглубокие фундаменты
Как правило, мелкозаглубленный фундамент имеет ширину, превышающую его глубину. Неглубокие фундаменты также можно назвать насыпными или открытыми.
По очевидным причинам мелкозаглубленный фундамент является более экономичным из двух типов. Им не нужно много копать или бурить землю, и по этой причине они наиболее распространены.
Неглубокие фундаменты полезны, когда здание не очень тяжелое, а грунт может выдерживать значительный вес на небольшой глубине.
Примеры неглубоких фундаментов
Существует четыре примера мелкозаглубленных фундаментов, которые мы покроем матом, отдельным фундаментом, комбинированным фундаментом и стволовой стеной. Каждый из них имеет уникальную структуру и различные варианты использования.
1. Фундамент из матов
Фундамент из матов в полной мере использует площадь поверхности, на которой будет возводиться здание, в основном используя подвал в качестве всего несущего фундамента. Матовый фундамент часто используется, когда почва рыхлая, слабая и требует равномерного распределения веса.
Фундаменты из матов также используются, когда возможен подвал, а столбы или колонны расположены близко друг к другу. Его часто называют плотным фундаментом, потому что фундамент подвала погружен в почву, как корпус плота в воду.
2. Индивидуальный фундамент
Одним из наиболее распространенных типов мелкозаглубленного фундамента является индивидуальный фундамент — это может даже прийти на ум, когда вы думаете о фундаменте.
Отдельные или изолированные широкие фундаменты обычно представляют собой квадратные, прямоугольные или даже усеченные бетонные блоки геометрической формы, которые несут нагрузку от одной колонны или колонны. Ширина отдельных фундаментов зависит от веса, который будет переноситься, и несущей способности почвы.
3. Комбинированное основание
Комбинированное основание очень похоже на отдельное основание, за исключением того, что одно основание разделяет вес двух столбов или колонн, которые расположены достаточно близко друг к другу, чтобы обеспечить общую точку фундамента.
4. Фундамент стволовой стены
Стена, ленточный или сплошной фундамент — это фундамент, который проходит по всей длине несущей стены. Ленточный фундамент обычно в два или три раза превышает ширину рассматриваемой стены и обычно строится из железобетона.
Эти фундаменты типичны, когда вес здания распределяется на несущие стены вместо колонн, столбов или балок.
Ленточный фундамент обычно используется для возведения каменных стен, но его также можно эффективно использовать при строительстве на гравии или плотно утрамбованном песке.
Примеры глубоких фундаментов
Глубокие фундаменты чаще используются для больших сооружений, но их можно использовать и для домов, построенных на крутых скалах, над водой, на пляже или в других уникальных местах. Глубокие фундаменты возводятся именно там, где они звучат — глубоко в землю. Основные примеры, сваи и кессон, также имеют несколько подтипов, которые мы также рассмотрим.
1. Свайный фундамент
Наиболее распространенным среди глубокозаглубленных фундаментов является свайный фундамент. Существует два типа свайных фундаментов: торцевые и висячие сваи. Оба состоят из бурения больших прочных колонн глубоко в землю.
Опорные сваи
Иногда грунт, на котором мы строим, никогда не выдерживает достаточного веса для размера строящегося объекта, даже с грунтовыми катками и неглубоким фундаментом.
Вместо этого мы должны обойти этот слой мягкой почвы и добраться до подложки из коренной породы под ним, чтобы распределить нагрузку.
Опорные сваи вбивают в землю на такую глубину, которая необходима для того, чтобы их конец соприкасался с каменным слоем в земле. Это позволяет передать нагрузку через сваю в скалу, создавая безопасное распределение веса.
Висячие сваи
Висячие сваи используют другой подход к соперничающему слою мягкого грунта. Вместо бурения до слоя породы принцип работы висячих свай заключается в обмене силами с грунтом, окружающим колонну, с полным использованием площади поверхности колонны.
Вес, который может выдержать висячая свая, прямо пропорционален ее длине. Каждая свая имеет зону влияния и должна быть размещена на одинаковом расстоянии, чтобы обеспечить равномерное распределение и поглощение веса. Сваи могут быть изготовлены из дерева, бетона или Н-образной стали.
Сваи могут быть либо предварительно изготовлены и забиты в землю, либо залиты на месте (залиты на месте на рабочей площадке).
2. Кессонный фундамент
Кессонный фундамент чаще всего используется при строительстве мостов, пирсов или других сооружений над водой. Но его также можно использовать для поддержки эстакад, домов на склонах холмов и многого другого. Кессоны могут быть изготовлены заранее, доставлены на место бурения и размещены в углубленном котловане. Кессоны также могут быть построены на месте с помощью арматурной сетки, заполненной бетоном.
Для сооружения фундамента кессона рыхлая земля перекапывается шнеком до тех пор, пока не будет достигнута коренная порода. Во время копания может быть имплантирован полый стальной кожух, чтобы предотвратить обрушение песка или почвы при движении. Затем армирующая сетка центрируется внутри обсадной трубы и заливается бетон, начиная снизу и заполняющей обсадную колонну, вытесняя оставшиеся грунтовые воды сверху. После того, как бетон заполнится надлежащим образом, кожух можно снять.
Существует несколько вариаций кессона, вот основные типы:
- Открытые кессоны: ящик без дна, заглубленный в землю и стабилизированный грузами для балласта и навозной трубой для отвода избытка грунтовых вод.
Герметичная камера позволяет работать внутри. - Пневматические кессоны: Когда работы по техническому обслуживанию необходимо проводить глубоко под землей или под водой, эти кессоны предназначены для спуска рабочих в шахту.
- Монолитные кессоны: Большие одностоечные кессоны из железобетона.
- Кессон отстойник: Кессон с возможностью откачки воды снизу. Часто используется морскими бурильщиками для рециркуляции загрязненной воды.
- Коробчатые кессоны: Полая бетонная коробка с дном и стенками погружается в воду и затем заполняется бетоном. В своем полом состоянии коробка менее плотна, чем вода, и рискует уплыть из своего положения, но после заполнения она становится более постоянной.
Выбор правильного типа фундамента
В зависимости от размера, местоположения и геотехнических задач, стоящих перед вашим проектом, решение о строительстве мелкого или глубокого фундамента может быть очевидным, но точный тип фундамента может быть более тонким.
