Дополнительные работы при устройстве фундаментов

1. Общие требования к производству работ

Выбор оптимального способа производства работ по устройству фундаментов определяет успешную работу оснований и фундаментов в не меньшей степени, чем хорошо обоснованное проектное решение.

Способ разработки котлована должен выбираться с учетом заглубления котлована по отношению к существующим фундаментам, размера захваток, уровня подземных вод, вида и состояния грунтов, времени года и других факторов. При производстве работ динамическое воздействие на основание и фундаменты существующих зданий не должно быть значительным, поэтому в пределах полосы, примыкающей непосредственно к постройкам, рекомендуется использовать экскаваторы с малой емкостью ковша, но не размещать их в котлованах.

Способ и сроки производства работ следует выбирать таким образом, чтобы не допустить:

• промораживания грунтов основания существующих фундаментов;
• разуплотнения грунта основания восходящими потоками подземной воды при удалении ее открытым способом;
• ухудшения свойств грунта в основании работающими землеройными, рыхлительными, сваебойными, уплотняющими машинами и механизмами и транспортными средствами;
• затопления основания подземными водами;
• выдавливания плывунных грунтов во время разработки котлована;
• вывалов грунта из-под фундамента в котлован при его перекопке.

Перечисленные факторы, как правило, ухудшают свойства грунта и приводят к опасным деформациям основания, поэтому работы по возведению фундаментов должны выполняться по тщательно разработанному проекту производства работ (ППР).

2. Производство работ при возведении фундаментов мелкого заложения

Разработку котлована и возведение фундаментов мелкого заложения вблизи существующих зданий необходимо вести таким образом, чтобы не нарушать естественной структуры грунтов основания. Возводить фундаменты в открытом котловане в северо-западных районах СССР желательно преимущественно летом. Период, на который котлованы и траншеи остаются открытыми, должен быть предельно сокращен, поскольку прочность, а следовательно, и устойчивость грунтов при вскрытии уменьшается в связи с их набуханием, размоканием, разуплотнением, развитием в них суффозии и других явлений. Наихудшие условия складываются при разработке котлована в конце лета или осенью (из-за увеличения количества осадков) и при последующем возведении фундаментов зимой. При разработке ППР в зависимости от соотношения глубин проектируемого котлована d_t , заложения подошвы существующих фундаментов d_f и уровня подземных вод d_ω требуется учитывать следующие положения (рис. 5.1) [34].

1. При d_t ≤ d_f – 0,5 и d_t разработка котлованов возможна без применения специальных мероприятий.

2. При d_f – 0,5 d_t и d_t разработку котлована в пределах полосы шириной 5 м, считая от края существующего фундамента, следует производить захватками не более 1,5 м по длине примыкания.

3. При d_t > d_ω до начала разработки котлована необходимо забить технологический шпунт (рис. 5.2), чтобы сократить или предотвратить приток подземных вод; такой шпунт должен быть погружен до подстилающего водоупора (рис. 5.2 а) или на глубину, определяемую соотношением (рис. 5.2, б)

где l — необходимая длина шпунта (от поверхности земли).

Необходимо помнить, что длина шпунта, определенная по приведенной формуле, не гарантирует устойчивости грунтов основания существующих фундаментов, и этот вопрос подлежит специальному рассмотрению. Разработка котлована и возведение фундаментов должны выполняться захватками.

4. При d_f + 1 м вдоль линии примыкания котлована к существующим фундаментам следует забивать шпунт, устойчивость которого должна быть вычислена с учетом давления, передаваемого на грунт существующими фундаментами [8].

5. При d_t > d_b + 1 м независимо от соотношения d_t и d_ω требуется проведение следующих мероприятий: выполнение работ на одной захватке не должно превышать 2 сут; выбор способа разработки грунта следует осуществлять с учетом напряженного состояния грунтов в основании существующих фундаментов. Применение экскаватора с ковшом драглайн, шар- или клин-молота на расстоянии ближе 20 м от существующих зданий и др., а также взрывного способа недопустимо.

6. Если котлован глубиной d_t примыкает вплотную к фундаментам существующих построек, следует, как правило, применять деревянный технологический шпунт, забиваемый по краю фундамента на глубину 2—3 м ниже подошвы. При этом необходимо выполнить расчет этого основания по устойчивости с учетом способа разработки котлована.

7. В случаях когда котлован глубиной d_t примыкает не вплотную к существующим фундаментам, необходимо принимать во внимание следующие положения (см. рис. 5.1): d_b ≤ d_f , L ≤ 1,5 d_f , b_f ≤ L — котлован располагается за пределами призмы выпора, устойчивость фундамента заведомо обеспечена; d_f – d_b ≤ d_f – d_t при L ≥ 0 и d_ω > d_t — устойчивость фундаментов и основания обеспечена; d_t ≤ d_f ,0 ≤ L ≤ 1,5 d_f — производится расчет по первому предельному состоянию 1 .

Если d_ω > d_t , рекомендуется использовать характеристики сопротивления грунтов сдвигу в консолидированном состоянии, а удельный вес грунта γ_I и γ’_I находить по результатам прямых определений. Если же уровень подземных вод находится выше дна котлована и проектируется открытый водоотлив, значение удельного веса подставляется с учетом взвешивающего действия воды независимо от состава грунтов, т.е. γ_Isb и γ’_Isd . Таким образом можно рассчитать несущую способность основания существующего фундамента с учетом разработки котлована, дно которого располагается выше уровня подземных, вод. Разработка котлована возможна без шпунта, если выполнено условие [формула (11) СНиП 2.02.01-83]

где F — расчетная нагрузка на основание существующего здания: F_u — сила предельного сопротивления основания существующего здания; γ_n — коэффициент надежности по назначению существующего сооружения, принимаемый равным 1,1 с учетом того, что котлован около существующих зданий должен быть открыт ограниченное время; γ_с — коэффициент условий работы.

При d_t ≤ d_f и L ≥ 0 длина заделки шпунта ниже подошвы существующего фундамента h должна приниматься по условию h > 2 b_f . Такой шпунт гарантирует устойчивость основания (без учета динамических воздействий), и расчет можно не производить.

При необходимости разработки котлована, примыкающего вплотную к существующему зданию, не имеющему подвала, устойчивость основания рассчитывается в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83 (как с учетом, так и без учета гидродинамического давления) графоаналитическим, методом с построением круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Разработка котлована ниже подошвы существующих фундаментов допускается в исключительных случаях. При этом обязательна забивка технологического шпунта, который должен быть рассчитан не только на прочность с учетом вертикального давления на грунт от существующих фундаментов, но и на деформацию в горизонтальном направлении 2 . Неподвижность шпунта может быть обеспечена анкерами, распорами и другими элементами. Только после надежного крепления шпунта и обеспечения его неподвижности возможна разработка грунта в котловане до проектной отметки.

При разработке котлована ниже подошвы существующих фундаментов с некоторым удалением от них необходима проверка устойчивости основания загруженного фундамента, расположенного вблизи нисходящего откоса.

В тех случаях, когда новое здание заглубляется в грунт значительно ниже подошвы существующих фундаментов, целесообразно устраивать стену в грунте, которая одновременно может служить фундаментом нового здания, подвальной стенкой, ограждением котлована и стеной, разъединяющей основание нового и существующего здания. В соответствии с расчетом такую стену анкеруют или закрепляют контрфорсами. Применение указанного способа особенно целесообразно в условиях тесной застройки территории при высоком уровне подземных вод. Проектом производства работ по устройству стены в грунте должны быть предусмотрены меры по ограничению временных нагрузок возле траншеи.

В ряде случаев для понижения уровня подземных вод приходится производить глубинное водопонижение с помощью иглофильтров. При этом необходимо считаться с тем, что применение глубинного водоотлива требует осторожности, поскольку основания существующих зданий могут получить дополнительные деформации вследствие неравномерного уплотнения из-за суффозионного выноса частиц, а также увеличения (примерно вдвое) удельного веса грунта и оседания территории. Поэтому при разработке проекта производства работ возможная дополнительная осадка основания, вызываемая водопонижением, должна быть учтена при расчете, для которого можно использовать следующие положения [6]:

• нагрузка на основание приложена в пределах площади, находящейся под воздействием водопонижения;
• мощность осушенной толщи, создающей пригрузку, равна разности отметок первоначального уровня подземных вод d_ω и уровня воды в скважинах (у иглофильтров) d ‘ ω ;
• дополнительная нагрузка определяется по формуле
• P_ad = (d_ω – d ‘ ω)(γ – γ_sb) ;
• нагрузка считается приложенной на отметке d_ω ;
• мощность сжимаемой зоны принимается до кровли коренных или малосжимаемых грунтов.

Полученная осадка от водопонижения суммируется с дополнительной осадкой фундамента существующего здания, расположенного ближе всего к новому сооружению.

Работы по погружению иглофильтров и по водоотливу должны выполняться с соблюдением специальных требований и проводиться под постоянным техническим контролем. Так, погружение иглофильтров в грунт методом размыва допускается на расстоянии от края существующего фундамента, большем разности между отметками подошвы фундамента и низа иглофильтров. При этом иглофильтры, погружаемые в пылеватые и тонкие пески и супеси, должны обсыпаться крупным или средней крупности песком. При расстоянии, меньшем указанного, иглофильтры должны устанавливаться в буровые скважины и обсыпаться крупным или средней крупности песком.

При близком расположении иглофильтров к существующим фундаментам недопустимо вымывание пылеватых и тонкопесчаных частиц грунта. Это должно быть выявлено заранее по данным инженерно-геологических изысканий. Кроме того, в период водоотлива необходим постоянный контроль мутности воды.

Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений

Источник

Фундаментные работы

Фундаментные работы – комплекс мероприятий, необходимых для возведения надежного основания под здания. Они включают в себя рытье траншеи, создание строительного «пирога» против усадки, армирование, бетонирование и иные меры. Специалисты нашей компании проводят фундаментные работы с соблюдением СНиПов и ГОСТов, поэтому основания, возводимые нами, отличаются надежностью, долговечностью и прочностью.

Требования к основанию

Фундамент – несущая конструкция, которая повышает срок эксплуатации зданий и любых других сооружений. Он берет на себя основные нагрузки, то есть вес постройки, равномерно распределяя его по всей площади. Наиболее часто фундаментную конструкцию изготавливают из бетона, поскольку именно этот материал обладает максимальной долговечностью и прочностью.

Специалисты нашей компании возводят основания под постройки с учетом строительных стандартов и правил. К ним относят:

1. Требования к глубине закладки плиты. Основание должно находиться ниже глубины промерзания грунта. Такое расположение позволит предупредить появление трещин и деформации конструкции. Проводя фундаментные работы, специалисты рассчитывают глубину промерзания грунта для каждого отдельного проекта.
2. Требования к температуре. Бетонирования необходимо проводить при температуре от +5 °C, поэтому работы можно назвать сезонными. Однако применяются и современные технологии, которые позволяют осуществлять закладку плиты и в осенне-зимний период.
3. Проведение расчетов. Они необходимы для предупреждения осадки и деформации фундамента. Расчеты позволяют избежать перекосов, кренов, сдвигов плиты, а также дают возможность определить оптимальную глубину заложения, вычислить несущую способность конструкции и т.д.

Технология монтажа фундамента

Фундаменты, которые можно отнести к монолитно-бетонным основаниям, существует много. Отличаются они спецификациями, используемыми компонентами и т.д. Среди основных видов особенно востребованы:

• Столбчатый фундамент — Устройство фундамента этого варианта основания подразумевает конструкцию из отдельных столбов, связанных между собой ригелями из бетона и заливающихся по краям будущего сооружения. В результате получается отличное основание для небольших построек и малоэтажного строительства из дерева и кирпича. Рабочий процесс в данном случае не требует использования тяжелой и сложной строительной техники;
• Ленточный фундамент — основание по своей структуре является полосой из железобетона, углубленной ниже уровня промерзания грунта. Основные параметры устройства такого фундамента, его ширина, тип используемого бетона, структура и высота определяются на стадии проектирования, исходя из веса будущего здания, его структуры и количества этажей. Как правило, такие основания выбираются для возведения каменных частных строений, имеющих в цокольном этаже подвалы или гаражи;
• Железобетонная монолитная плита — выбирается в основном на сложных грунтах, на глинистой, торфяной почве или с большой глубиной промерзания. Основное преимущество устройства такого фундамента в том, что плита является сплошным основанием, способным выдерживать большие нагрузки и сохранять целостность строения;
• Свайный фундамент — удачно используется на склонах, промерзших, насыпных, слабых грунтах. В данном случае особе внимание необходимо уделять выбору опор и монолитного ростверка;
• Свайно-плитное основание – это уникальное изобретение в строительной сфере, используемое в основном для возведения многоэтажных сооружений. Состоит из нескольких важных элементов – ростверков, железобетонных свай, характеризующихся отличной устойчивостью и повышенной прочностью.

Работы по устройству монолитных оснований предполагают применение специализированной строительной техники, так как требуется выемка больших объемов грунта. Помимо этого, армирование осуществляется в несколько слоев по всей площади основания строения. В данном случае потребуется много стальной арматуры, ее необходимо будет предварительно сваривать и обвязывать по специальной технологии.

Фундаментные работы — ленточный фундамент

Данный тип фундамента обычно применяют как при строительстве маленьких дачных домов из дерева, так и при постройке больших кирпичных домов. Именно поэтому ленточный фундамент можно по праву именовать универсальным. Его обычно закладывают на 50-70 сантиметров, либо на 20 сантиметров ниже точки глубины замерзания, фактически в хоть какой вид грунта под наше строительство.

Устройство ленточного фундамента производится последующим образом: днище котлована под наш фундамент (приблизительно около 1-го м) засыпают песком, приблизительно на 15-20 сантиметров, потом заливают все это дело водой и утрамбовывают. Потом на 10 сантиметров выкладывают гравий либо щебень, и заливают цементом. Дальше прошлые слои земли накладываются ещё в пару слоев. Далее над землей мы монтируем уже опалубку, в которую помещаем укрепляющую железную арматуру. После чего всю эту конструкцию мы заливаем бетоном. После окончания работы ждем около трех часов и накрываем всю поверхность фундамента любой имеющейся мешковиной.

Для большей прочности и улучшения свойств ленточного фундамента следует использовать цемент марок высшего класса и желательно пользоваться чистой водой. Если говорить о разновидностях ленточного фундамента, то они бывают: ленточный сборный и ленточный цельный типы фундаментов.

Фундаментные работы — свайный фундамент

В случаях, если вы все-таки решили возвести дом в пригородной зоне, то в первую очередь надо позаботиться о закладке именно свайного фундамента. Ведь основной функцией свайного фундамента является передача нагрузок от строения к грунту.

Обычно конструкции свайного фундамента представляют собой сваи. Они обычно поверху соединены между собой железобетонной плитой (ростверк). Сваи в первую очередь — это столбики с заострёнными концами. Они могут быть созданы из любого материала, будь то бетон, сталь, железобетон или же дерево. Острый конец сваи предназначается для того, чтобы она могла просто и легко пройти сквозь подвижные слои грунта и крепко зафиксироваться в любом твёрдом слое.

Первоочередной отличительной чертой свайного фундамента является большая несущая способность, которая может выдерживать нагрузки от 2 до 5 тонн приблизительно. В последнее время при постройках пригородных домов огромной популярностью начали пользоваться свайные винтообразные фундаменты.

Фундаментные работы — столбчатый фундамент

Если же вы решили строить столбчатый фундамент, то прежде непременно надо изучить весь план будущего дома. В плане надо отметить все места, где будут пересекаться несущие стенки строения и все углы дома. Потом в этих местах устанавливают главные столбы под фундамент. Далее устанавливают дополнительные столбы — это зависит от веса будущего дома — на расстоянии от 1, 5 до 3 м. Столбчатые фундаменты обычно имеют 5 различных типов. Их определяют в первую очередь по материалу, из которого сделаны столбы: бута-бетон, бетон, бута-плитняк, естественный камень, кирпич. Самое главное правило: после укладки любого из вышеперечисленных типов фундаментов, не следует забывать о гидроизоляции, которая предотвращает проникновение в стенки дома грунтовой воды.

Особенности устройства фундамента из бетона

Технология возведения фундамента этого типа основания требует обязательного армирования с помощью металлических прутьев. Это позволяет фундаменту двигаться вместе с грунтом – зимой он поднимается, а весной начинает опускаться. Это не позволяет зданию разрушаться.

Такие основания называют плавающими, они особенно актуальны при большом давлении на фундамент, при строительстве на слабых грунтах, периодически сжимаемых, в сейсмически опасной местности, а также там, где земля промерзает на большую глубину. На таких основаниях удобно возводить любые здания и проводить капитальные и косметические ремонты, включая ремонт мягкой кровли.

Применение такого типа основания гарантирует снижение объема работ на земле, сокращение трудозатрат и экономию используемых в процессе строительства материалов.

Сегодня используются разные виды монолитных фундаментов:

Последний вариант используется в том случае, когда планируемое сооружение будет без цоколя. В данном случае плита будет выступать в роли пола. При строительстве жилых сооружений плита имеет, как правило, ребристую или ленточную поверхность. Ребра производятся из монолитного бетона, иногда блоков.

Для строений в несколько этажей выбираются коробчатые основание, способные выдержать большие нагрузки. Высота ребер при этом равна высоте стен в подземной части строения.

Этапы возведения

Строительство частного дома своими руками на этапе фундаментных работ распадается, в свою очередь, на ряд фаз.

Прежде всего выясняется вид подходящей технологии, при котором отталкиваются от:

• общего состояния почв;
• линии замерзания;
• высоты стояния грунтовых жидкостей.

При работе используются специальные справочные издания, однако гораздо правильнее сделать полноценное геологическое исследование. Независимо от технических нюансов, любая пошаговая инструкция предусматривает монтаж гидроизоляции и отвод воды. Монолитные фундаменты ставятся путем заливки бетонного раствора в опалубку.

Ленты создают рытьем траншей, при этом изготовление их разделяется на такие стадии:

• расчистка и уплотнение дна котлована;
• возведение песчаной или гравийной подушки;
• укладка гидравлической защиты;
• проверка вертикальности стен;
• расстановка арматурных каркасов и заполнение опалубки бетоном;
• снятие опалубки и внешняя гидроизоляция.

Построить столбчатый фундамент придется иначе. Грунт отбирают на глубину от 100 до 300 мм, убирая бугры, засыпая грунтом ямы. Горизонтальные линии проверяют строительными уровнями. Столбы ставят в точках пересечения стен, эти наметки служат для рытья ям и установки опалубки. Потом наступает очередь закладки вертикальной арматуры и заливки бетона в опалубку.

Набравшие механическую крепость столбы покрывают обвязкой. Если строятся небольшие дома и подсобные постройки, можно применять опорные столбы из дерева. Но оно нуждается в подготовке за счет применения антисептических смесей.

Свои особенности имеет и формирование монолитных оснований. Первым шагом в работе оказывается тщательно подготовленная и очищенная от грязи площадка. Определить, нужна ли техника для работы, можно по величине строительных работ. Правильно делать котлован той же глубины, что и линия закладки фундамента. Основание траншей полагается уплотнить, засыпать песком и трамбовать, добиваясь ликвидации малейших пустот. Поверх песочной массы льется тонкий пласт бетона, в который внедряют арматуру и накладывают гидроизоляцию. В сухие дни поверхность обливают водой, а при выпадении осадков — укрывают.

Свайные фундаменты представлены различными типами; жилые дома на местности со сложным рельефом должны ставиться на винтовые сваи. Диаметр вычисляется по создающейся нагрузке. В выбранных местах загоняют колья, наметка используется для получения углублений. Винтовые опоры вкручивают, применяя отрезки труб или специализированный инструмент.

Обязательно проверяется, совпадают ли надземные фрагменты свай между собой, при необходимости избыточный металл или бетон срезают.

Советы и рекомендации

Делать ленточный фундамент рекомендуется из бетонных составов категории В22.5. Чтобы получить их, берут 1 долю цемента М-200, 2 части песка крупной фракции и 2,5 доли гравия. В качестве арматуры для него следует использовать пруты из стали сечением 0,8-1,2 см. Установка мелкозаглубленной ленты рекомендуется для возведения одноэтажных домов на устойчивых почвах. Обязательным условием успеха является расположение опоры над линией замерзания земли.

Чтобы выровнять все линии, требуется использовать лазерный уровень; особое внимание уделяют сверке углов, отклонение в них даже хуже сказывается, чем в геометрии прямых участков стен. Под баню и хозяйственный блок нельзя делать фундамент шириной менее 250 мм; на пучинистых грунтах (илистых) и на песчаной массе минимальное значение 500 мм. Если возводится полноценный дом в один этаж, эти параметры составляют 400 и 800 мм. Закладная деталь призвана связать между собой блоки для фундамента, но также к ней могут быть прикреплены лестничные марши, панели стен, структуры перекрытий. В качестве закладных деталей может применяться какой угодно тип серийно выпускаемого металлопроката.

Существуют специальные технологические приемы, позволяющие построить фундамент на участке с высоким уровнем вод. Раньше всего следует сооружать систему дренажа, которая только и позволяет избежать повреждения строительных конструкций, их просадки. Сваи либо сборный железобетон тоже защищают от воды, но использовать их весьма дорого и сложно. Особое внимание стоит уделить цоколю и нюансам его исполнения. Со сваями оптимально сочетается стена из железобетона, а с лентой — продолжение внешней поверхности самого фундамента.

Источник