Фундаментом называется подземная часть

Основания и фундаменты. Фундаментом называется подземная часть здания или соору­жения, предназначенная для передачи давления от них на осно­вание

Фундаментом называется подземная часть здания или соору­жения, предназначенная для передачи давления от них на осно­вание, на котором расположена подошва фундамента, а также распределения давления по подошве с уменьшением ее до допустимой величины. Основания бывают, естественные, когда грунт под фун­даментом остается в естественном состоянии, и искусственные, когда прочность грунта повышают искусственно.

Перед началом проектирования фундаментов, изучают геологи­ческое строение площадки (до определенной глубины) и проводят
гидрогеологические исследования грунтов.

Подошвой фундамента называется нижняя плоскость, посред­ством которой фундамент опирается на грунт. Расстояние от по­верхности земли до подошвы фундамента называют глубиной за­ложения фундамента (h).

Несущую способность основания определяют величиной на­грузки, при которой получается допускаемая по величине и рав­номерности осадка конструкции. Величину нагрузки, отнесенную к единице площади основания, называют расчетным сопротивлени­ем основания и выражают ее в МПа (кгс/см 2 ).

Осадка грунта под фундаментами неизбежна, но она не долж­на вызывать деформацию здания. Особенно опасна неравномерная осадка, которая вызывает появление трещин и может привести здание в аварийное состояние.

Естественные основания. Естественный грунт под фундаментом оставляют в случаях, когда он способен выдержать все нагрузки от сооружения или здания, следовательно, обладает необходимой несущей способно­стью, равной или большей нормативного давления (≥R н ) на грунт.

2.1. Карта глубины промерзания грунта

При назначении глубины заложения фундамента на естественном основании необходимо учитывать геологические и гидрогео­логические условия строительной площадки, возможность пучения грунтов при промерзании (рис. 2.1), величину и характер действующих на основание нагрузок, назначение и конструкцию зданий и сооруже­ний и другие факторы.

Естественным основанием могут быть различные грунты, кото­рые в соответствии со строительными нормами и правилами разделяются на:

скальные грунты – наиболее надежные основания, практически несжимаемые и требующие лишь удаления верхнего выветрившегося слоя (изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой связью между зернами);

крупнообломочные грунты (несцементированные, имеющие по массе более 50% обломков горных пород) дают малосжимаемые и быстро деформирующиеся основания с расчетным сопротивлением 0,3-0,6 МПа (3-6 кгс/см 2 ). Они являются хо­рошим основанием, если не подвержены размыванию и имеют прочный подстилающий слой;

песчаные грунты – в зависимости от крупности зерен, влажности, плотности и минералогического состава, являются ос­нованиями с различной несущей способностью. Расчетное сопро­тивление песчаных оснований 0,1-0,45 МПа (1-4,5 кгс/см 2 ). Устойчивым основанием считаются песчаные грунты, залегающие плотным слоем и не размываемые водой. Нижний предел несущей способности относится к основаниям на пылеватом песке, разжиженном водой (плывун);

глинистые грунты – это мелкие частицы механически разрушенных и химически разложившихся горных пород (0,005 мм). Несущая способность их в основном зависит от их влажности. Так как сжимаемость глины больше, чем песка, а скорость уплотнения под нагрузкой меньше, осадка сооружений на глинис­тых основаниях продолжается дольше. Поры в глинистых грунтах чаще заполнены водой, поэтому при замерзании они увеличивают­ся в объеме и происходит пучение.

Многие глинистые грунты, в частности лёссы и лёссовидные, обладают макропористостью, т.е. видимыми невооруженным гла­зом порами, величины которых значительно превосходят размеры частиц, составляющих скелет грунта. Макропористые грунты в су­хом состоянии достаточно прочные (до 0,25 МПа), но при зама­чивании теряют вязкость и под действием нагрузки дают просад­ку, часто неравномерную, вызывающую деформации возведенных на них сооружений. Поэтому при проектировании сооружений на лёссовых основаниях следует предусмотреть мероприятия по их за­щите от замачивания.

Искусственные основания. При слабых грунтах естественного залегания и очень глубоком расположении пригодных для основания, а также под сооружения с большими нагрузками, целесообразно искусственное повышение несущей способности грунтов. Укреплять грунты можно осушени­ем, цементацией, битумизацией, силикатизацией, поверхностным или глубинным уплотнением, заменой слабого грунта другим и др.

Осушение грунтов повышает их плотность и несущую спо­собность и может выполняться отводом поверхностных вод и по­нижением уровня грунтовых вод. Отводятся поверхностные воды при помощи тщательной планировки территории с уклоном от зда­ния, а понижается уровень грунтовых вод – устройством постоян­ных дренажей.

Цементация способствует закреплению гравелистых и трещиноватых скальных грунтов. Достигается это нагнетанием цементного молока или цементного раствора через стальные перфорирован­ные трубы.

Битумизация необходима при наличии грунтовых вод пе­редвигающихся на больших скоростях. Проводится она нагнета­нием в грунт разогретого битума через инжекторы.

Силикатизацией закрепляют плывуны, пески и лёссовые грунты. Это так называемое химическое закрепление. Плывуны закрепляются нагнетанием жидкого стекла с фосфорной кислотой, пески – жидкого стекла и хлористого кальция, а лёссовые грун­ты – жидкого стекла.

Уплотнение слабого грунта может быть поверхностным и глубинным. Поверхность уплотняют пневматическим трамбовани­ем, часто с добавкой гравия или щебня. Уплотнение эффективно при маловлажных песчаных, глинистых, макропористых и насып­ных грунтах. Один из способов глубинного уплотнения гидровиб­рирование, когда с помощью вибробулавы в грунте делают ворон­ки, которые засыпают песком. Этим способом уплотняют песча­ные, насыщенные водой грунты.

Замена слабого грунта слоем крупного песка (подушка) наи­более экономичное и простейшее искусственное основание.

Фундаменты. Основные требования к фундаментам заключаются в прочно­сти, долговечности, стойкости к атмосферным воздействиям, индустриальности и экономичности.

Конструктивная форма фундаментов зависит от величины и
характера действующих на него нагрузок и несущей способности
грунтов основания. Глубина заложения фундаментов зависит от
геологического строения стройплощадки и степени промерзания
грунта в данном районе. При пучинистых грунтах (мелкие и пыле­видные пески, супеси, суглинки и др.) глубина заложения фунда­ментов принимается ниже глубины промерзания на 0,1-0,2 м (см. карту 2.1).

По конструктивным особенностям фундаменты делятся на ленточные, располагаемые непрерывно под всем периметром стен зданий и служащие их продолжением; столбчатые (одиночные), устанавливаемые под отдельно стоящие столбы и ко­лонны, а также фундаментные балки, на которые опираются сте­ны; сплошные, располагающиеся под всей площадью здания в виде плиты, и свайные, состоящие из отдельных свай, объеди­ненных вверху сборным или монолитным железобетонным или бе­тонным ростверком (плитой), или балками.

По характеру работы материала, из которого выполнены фун­даменты, они бывают жесткие, работающие в основном на сжатие, и гибкие, работающие на растяжение и скалывание. Жесткие фун­даменты выполняются из бутового камня, бетона или бутобетона, а гибкие – из железобетона.

По способу изготовления различают сборные и монолитные фундаменты. В промышленном строительстве предпочтение отдают сборным фундаментам, так как они отвечают требованиям индуст­риализации, сокращают сроки строительства и наиболее эконо­мичны.

Для защиты фундаментов, наружных стен и колонн от увлажнения атмосферными водами вокруг здания устраивают отмостки шириной не менее 0,5 м с уклоном 0,03-0,1 от здания.

Ленточные фундаменты возводят под каменные несущие сте­ны из бута, бутобетона. Они могут быть из сборного и монолит­ного бетона и железобетона. Их принято делать несколько шире проектных размеров несущих конструкций. Образующийся выступ называется обрезом, и он равен 100-150 мм.

В поперечном сечении ленточные монолитные фундаменты мо­гут иметь форму прямоугольника (при небольших нагрузках на фундамент), трапеции или быть ступенчатыми. Благодаря этому уменьшается давление на единицу площади основания.

В промышленном строительстве применяются бутобетонные и бетонные фундаменты, так как бутовые не отвечают современным требованиям индустриального строительства. В наибольшей сте­пени требованиям индустриализации отвечают сборные бетонные и железобетонные фундаменты из крупных блоков.

Сборные фундаменты состоят из железобетонной подушки, прямоугольной или трапецеидальной, укладываемой на песчаную подготовку, и вертикальной стенки из бетонных блоков прямо­угольной формы. Блоки-подушки имеют толщину 300 и 400 мм и ширину от 800 до 2800 мм, а сте­новые блоки выпускают шириной 300, 400, 500 и 600 мм. Из этих же конструкций возводят стены подвалов. Часто блоки-стенки изготовляют пустотелыми с целью экономии материалов.

Столбчатые фундаменты возводят в производственных каркас­ных зданиях в качестве опор под отдельно стоящие колонны. Вы­полняются они из монолитного или сборного железобетона и име­ют в плане квадратную, реже прямоугольную форму. Нижняя часть фундамента имеет ступенчатое очертание.

Для сборных железобетонных колонн применяют столбчатые фундаменты стаканного типа. Стаканом называется гнездо, расположенное в верхней части фундамента. Глубина стакана должна быть не меньше наибольшего размера сечения ко­лонны. Зазор между колонной и стенками стакана заполняют бе­тоном на мелком заполнителе.

Обрез фундамента располагается на уровне планировочной от­метки земли. Она принимается на 150 мм ниже уровня чистого пола. Под пристенные колонны, расположенные у наружных стен, устраивают столбчатые фундаменты такой же конструкции.

В каркасно-панельных зданиях и в зданиях с самонесущими стенами на столбчатые фундаменты укладывают железобетонные фундаментные балки, на которые опираются стены (рис. 2.2). При большой глубине заложения фундаментные балки укладывают на консоли колонн или на бетонные столбики, а при малой глубине – непосредственно на выступы столбчатых фундаментов.

Фундаментные балки под наружные стены располагаются за наружной гранью колонны, а под внутренние – по линии осей колонны. Их поперечное сечение может быть тавровое, трапеце­идальное и прямоугольное. Наиболее экономичны балки таврово­го сечения. Их изготовляют двух размеров – 6 и 12 м (между ося­ми), причем последние имеют предварительно напряженную ар­матуру.

Высота фундаментных балок 300, 400, 450 и 600 мм, а шири­на по верху 200, 260, 300, 400 и 520 мм. Это соответствует толщи­не наружных стен производственных зданий. Верхняя грань фун­даментной балки должна быть расположена на 30 мм ниже уровня пола помещения. Гидроизоляцию укладывают на верхней гра­ни фундаментной балки. Она состоит из двух слоев рулонного ма­териала (рубероид, толь) на мастике. В сейсмических районах фундаментные балки устраиваются в виде сплошной железобетонной ленты.

Сплошные фундаменты устраивают в случаях, когда нагрузка на фундамент большая, а грунт, расположенный в основании, сла­бый. Конструктивно они решаются в виде железобетонной ребрис­той плиты, расположенной под всей площадью здания.

Свайные фундаменты используют в случаях, когда прочный грунт залегает глубоко. При благоприятных условиях ими заменяют сборные ленточные фундаменты при большой глубине заложения.

Устройство свайных фундаментов сокращает объем земляных работ, расход материалов и стоимость устройства фундаментов. Свайные фундаменты состоят из системы свай, покрытых сверху подушкой (ростверком) из монолитного или сборного же­лезобетона. По характеру работы в грунте сваи бывают висячие и сваи-стойки.

Висячие сваи устраивают в слу­чаях, когда прочный грунт расположен на большой глубине. Они передают грун­ту нагрузку от здания посредством тре­ния, возникающего между сваями и уп­лотненным ими грунтом.

Сваи-стойки опираются концами непосредственно на нижележащие плотные грунты и передают им нагруз­ку от здания. Свайные фундаменты устраивают из забивных, набивных свай-оболочек и завинчиваемых свай. Сваи бывают деревянные, бетонные, железобе­тонные, стальные и грунтовые.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)

Источник

Фундаментом называется подземная часть

Подземные части здания (или, как их еще называют, конструкции нулевого цикла) располагаются ниже нулевой отметки, за которую принимают перекрытие первого этажа. К этим конструкциям относятся фундаменты и стены подвальных или цокольных этажей, которые должны отвечать требованиям по обеспечению прочности, устойчивости и долговечности (морозостойкости, сопротивлению воздействия грунтовых и агрессивных вод и др.).Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая давление от этих нагрузок на основание (рис.1).

Внешние воздействия на фундамент: 1 — нагрузка от вышележащих элементов здания; 2 — температура грунта; 3 — боковое давление грунта; 4 — грунтовая влага; 5 — агрессивные химические вещества; 6 — силы пучения грунта; 7 — вибрации; 8 и 9 — температура и влажность воздуха помещения подвала; 10 -упругий отпор грунта.

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием, — подошвой фундамента.Глубина заложения фундаментов, или расстояние от планировочной отметки земли до подошвы фундамента, для зданий без подвала определяется в зависимости от назначения зданий и их конструктивных особенностей, наличия подземных коммуникаций, величины и характера нагрузок, глубины заложения фундаментов примыкающих зданий, геологических и гидрологических условий строительной площадки (виды грунтов, несущая способность и пучинистость, уровень грунтовых вод и возможные колебания его в период строительства и эксплуатации зданий и т.д.) и от климатических условий района.В случаях, когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов (крупнообломочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин), глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания грунтов.При определении расчётной глубины промерзания грунтов под зданием учитывают влияние режима его эксплуатации и конструктивное решение полов первого этажа. В отапливаемых помещениях грунт под полом прогревается по-разному в зависимости от конструкции пола, поэтому нормативная глубина промерзания снижается за счёт теплового режима здания.Фундаменты под внутренние несущие конструкции отапливаемых зданий заглубляются без учёта глубины промерзания, так как под ними грунт практически не промерзает, и она может быть принята минимальной — 0,5 м от уровня проектной отметки поверхности земли.В зависимости от типа конструкции различают ленточные, столбчатые, сплошные (плитные) и свайные фундаменты (рис.2), в зависимости от технологии возведения — сборные и монолитные, мелкого заложения (до 5 м от поверхности земли) и глубокого (более 5 м).

Типы фундаментов: А — столбчатый; Б -ленточный; В — сплошной; Г — свайный.

В зависимости от работы фундаментов под нагрузкой различают фундаменты жесткие и гибкие. Жесткие работают преимущественно на сжатие (например бетонные), гибкие — на растягивающие и скалывающие усилия (к ним относятся фундаменты с железобетонным подушками).Бетон и железобетон являются основными материалами для возведения фундаментов. В массовом жилищном строительстве в основном применяются сборные железобетонные элементы. В малоэтажном строительстве возможно использование бута, бутобетона и хорошо обожженного кирпича.Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно загруженную вышележащими несущими или самонесущими стенами или же колоннами каркаса. Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на основание очень важна, когда на строительной площадке имеются неоднородные по сжимаемости грунты, а также просадочные или слабые грунты с прослойками. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.Сборные фундаменты в зависимости от строительной системы здания монтируют из различных конструктивных элементов. В панельных зданиях сборные ленточные фундаменты устраивают из железобетонных плит — подушек и бетонных цокольных (наружных и внутренних) панелей.В зависимости от проектируемого температурного режима подвала (подполья) наружные цокольные панели могут быть утеплёнными (одно- или трёхслойными) или неутеплёнными. В цокольных панелях под внутренние стены предусматриваются проёмы для сквозного прохода по подполью (подвалу) и пропуску инженерных коммуникаций.В кирпичных и крупноблочных зданиях сборные ленточные фундаменты выполняют из железобетонных плит — подушек и бетонных стеновых блоков.В малоэтажном строительстве на прочных сухих грунтах устраивают прерывистые ленточные фундаменты, в которых плиты-подушки укладывают с разрывами с последующей засыпкой сухим песком.Для малоэтажных зданий и в случае отсутствия индустриальной базы применяются монолитные ленточные конструкции фундаментов, выполняемые из бетона, бутобетона или бутовой кладки (если бут является местным материалом).Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки на основание настолько малы, что давление на грунт от фундамента здания меньше нормативного давления на грунт (например, при малоэтажных зданиях) или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине (3-5 м) и применение ленточных фундаментов экономически нецелесообразно.Фундаменты данного типа применяют в каркасных зданиях различной этажности либо в малоэтажных зданиях (каркасных и бескаркасных).Столбчатые фундаменты, устраиваемые под малоэтажными зданием с несущими стенами, располагают под углами стен, на пересечениях наружных и внутренних стен и под простенками. На них под стены укладывают перемычки или фундаментные балки.Столбчатые фундаменты под колонны каркасных, а также крупнопанельных зданий выполняют сборными из железобетонных элементов, состоящих из подушки и фундаментного столба или из блока стаканного типа, образующих башмак.Сплошные (плитные) фундаменты применяются в следующих случаях:при слабых грунтах на строительной площадке или при значительных нагрузках от здания;при разрушенных, размытых или насыпных грунтах основания;при неравномерной сжимаемости грунтов;при необходимости защиты от высокого уровня грунтовых вод.Плитные фундаменты конструируют в виде плоских и ребристых плит или в виде перекрёстных лент. Для зданий с большими нагрузками, а также в случае использования подземного пространства применяются коробчатые фундаменты.Плитные фундаменты проектируют под здания в основном с каркасной конструктивной системой. Для повышения жёсткости плиты устраивают рёбра в перекрёстных направлениях, которые могут выполняться как рёбрами вверх, так и вниз по отношению к плите.На пересечениях ребер фундаментной плиты устанавливаются колонны при каркасной конструктивной системе, а при стеновой рёбра используются как стены цокольной части здания, на которые устанавливают несущие конструкции его наземной части.Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жёстко соединяются с перекрытиями, образуя, таким образом замкнутые различной конфигурации сечения.Свайные фундаменты устраивают при строительстве зданий на слабых сильносжимаемых водонасыщенных грунтах, а также при передаче на основание больших нагрузок от колонн и стен многоэтажных зданий.По способу передачи вертикальной нагрузки от здания или сооружения на грунт различают два вида свайных фундаментов: сваи-стойки, которые проходят через слабые грунты и опираются на толщу прочного грунта, и висячие сваи (или сваи трения), которые плотного грунта не достигают, удерживаются в слабом грунте за счет его уплотнения и передают нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью свай и грунтом.

Свайные фундаменты: А — со стоечными сваями; Б — с висячими сваями.

В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами. Сваи располагают обязательно подо всеми углами здания и в точках пересечения осей стен. Глубину забивки свай назначают, исходя из несущей способности сваи и грунта основания.Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам последних укладывают монолитные или сборные железобетонные ростверки, а на кусты свай — оголовки. При сборных ростверках оголовки устанавливают и на одиночные сваи. В зданиях без подвалов и технических подполий подошва ростверка должна находиться на 0,1-0,15 м ниже планировочных отметок поверхности земли у здания. При наличии подвала или технического подполья подо всем зданием отметки пола подвала совмещают с верхом ростверка под наружные и внутренние стены.Прочность соединения конструкции ростверка со сваей обеспечивают заделкой торца сваи в бетон ростверка. Если ростверк устраивают из сборного железобетона и соединяют со сваей через оголовок, то оголовок устанавливают на сваю, закладные детали ростверка и оголовка сваривают стальными накладками, затем зазоры замоноличивают бетоном.Долгая и беспроблемная служба подземных частей здания зависит в первую очередь от грамотно выполненной гидроизоляции. В последнее время все более актуальной становится также проблема защиты зданий от вибраций.

Источник