Фундаменты гражданских зданий
Основание — массив грунта, расположенный под подошвой фундамента и воспринимающий нагрузку от вышележащих конструкций здания. Основание может быть естественным или искусственно улучшенным.
Основные элементы фундамента, отметки и линейные размеры приведены на рис. 2.8. Необходимо помнить, что расстояние от планировочной отметки до подошвы фундамента называется глубиной заложения фундамента. При устройстве фундаментов под наружные стены в грунтах, склонных к морозному пучению (песках мелких и пылеватых, супесях, суглинках и глинах), глубина заложения фундамента должна быть больше расчетной глубины промерзания грунта. Нормативную глубину промерзания грунтов можно оценить по специальной карте или СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геофизика».
Различают фундаменты мелкого заложения, сооружаемые в открытых котлованах, и глубокого заложения, к которым относятся, прежде всего, свайные фундаменты. По конструктивной схеме фундаменты бывают ленточные, столбчатые и сплошные.
Ленточные фундаменты устраивают под стенами зданий. Наиболее простым вариантом служат ленточные фундаменты из монолитного бетона, бутобетона или бутовой кладки (рис 2.9). Угол развития фундамента принимается равным около 30°, ширина уступа — 20-25 см, высота уступа -40-45 см. При возведении фундаментов применяют щебень, гальку или бут горных пород с прочностью на сжатие не менее 7,5 МПа, а в качестве вяжущего
в основном, используют портландцемент. Основным недостатком этого фундамента является его неиндустриальность. Этого недостатка лишен сборный фундамент, состоящий из бетонных фундаментных блоков и железобетонных фундаментных подушек (рис. 2.10). Ширина крупных бетонных блоков 30,40, 50, 60 см, высота 28 или 58 см, длина от 0,8 до 2,4 м. Блоки укладываются на цементном растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщина которых составляет 20 мм. Железобетонные фундаментные подушки имеют высоту 30 или 50 см, ширину от 0,6 до 3,2 м и длину до 3,0 м. Для обеспечения равномерности контакта с грунтом под подошвой плиты устраивают песчаную или бетонную подготовку. По обрезу фундаментов устраивают гидроизоляционный слой для предотвращения подпитки капиллярной влаги из грунта; боковые поверхности фундамента, соприкасающиеся с грунтом, обмазывают горячим битумом.
Столбчатые (отдельные) фундаменты устраивают под колоннами в каркасных зданиях. Они могут быть сборными или монолитными (рис. 2.31). Сборные фундаменты под железобетонные колонны могут состоять из одного блока-стакана или блока-стакана и фундаментной плиты под ним. При небольших нагрузках на фундаменты в малоэтажных зданиях и при прочных грунтах ленточные фундаменты заменяют столбчатыми. Столбы выполняют бетонными или бутобетонными сечением в плане 0,4×0,4 — 0,6×0,6 м. Расстояния между осями фундаментных столбов 2,5 -3.0 м, кроме того их устраивают по углам здания и в местах пересечения продольных и поперечных стен. Поверху столбов укладывают фундаментную балку, на которой возводится стена здания.
Сплошные фундаменты устраиваются в слабых грунтах при значительных нагрузках. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания (рис. 2.12). Для выравнивания неравномерных осадок, от действующих через колонны нагрузок, в каркасных зданиях в двух взаимно перпендикулярных направлениях применяют перекрестные ленточные фундаменты. Их обычно выполняют из монолитного железобетона. Если балки достигают значительной ширины, то они объединяются в сплошную ребристую или без балочную плиту. При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, малое давление на грунт, что особенно важно для высотных зданий и тяжелых сооружений.
Свайные фундаменты устраивают в том случае, когда верхние слои грунта имеют малую прочность, уровень подземных вод залегает близко к поверхности грунта и на фундамент передаются значительные нагрузки.
В зависимости от характера передачи нагрузки от сваи на грунт различают сваи-стойки, опирающиеся нижним концом на прочный, практически несжимаемый грунт, и висячие сваи (сваи трения), которые со всех сторон окружены сжимаемым грунтом (рис. 2.13),
По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. Для материалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготавливают непосредственно на строительной площадке в грунте.
Наибольшее распространение в промышленном и гражданском строительстве получили забивные железобетонные сваи квадратного сечения размером от 250×250 мм до 400×400 мм длиной от 3 до 20 м. При устройстве свайных фундаментов под стенами зданий сваи размешают в один, два ряда или в шахматном порядке. Расстояние между осями висячих свай принимается равным Зс, где с — сторона поперечного сечения сваи или ее диаметр (рис. 2.14). В обязательном порядке сваи забивают в углах здания и в местах пересечения продольных и поперечных стен. Под колоннами зданий забивают куст свай, который обычно содержит от трех до шести свай. Для передачи нагрузки на сваи и обеспечения их совместной работы сваи объединяют железобетонным ростверком, который может быть монолитным или сборным (рис. 2.14).
Источник
Фундаменты гражданских и промышленных зданий
Фундаменты гражданских и промышленных зданий.
Фундаменты – важный конструктивный элемент здания, воспринимающий нагрузку от его надземных частей и передающий ее на основание. Фундамент должен обладать: достаточной прочностью, устойчивостью, долговечностью, индустриальностью и экономичностью.
1) по конструктивным схемам: на ленточные, располагаемые непрерывной лентой под стенами здания; столбчатые (отдельно стоящие) – в виде отдельных опор под несущими конструкциями; плитные (сплошные) – в форме массивной плиты под зданием; свайные – в виде железобетонных или других стержней, помещенных в грунт; комбинированные (сваи+плитные);
2) по виду применяемого материала: на фундаменты из природного камня, бутобетона, бетона, железобетонные;
3) по характеру работы под нагрузкой: на жесткие, работающие только на сжатие, и гибкие, работающие на сжатие с изгибом;
4) по типу применяемых конструкций: на сборные, монолитные и из мелкоразмерных элементов;
по глубине заложения: на мелкого заложения (до 5 м) и глубокого заложения (свыше 5 м). РИС
Как правило, ленточные, столбчатые и плитные фундаменты являются фундаментами мелкого заложения; свайные – глубокого заложения.
Ленточные фундаменты могут быть выполнены: из бутового камня, бутобетона, бетона и железобетона. РИС. Ленточные фундаменты, как правило, применяются для бескаркасных зданий.
Железобетонные ленточные фундаменты могут быть монолитными и сборными. Сборные ленточные фундаменты состоят из фундаментных блоков и блоков-подушек. РИС. Если по расчету ширина подошвы фундамента не превышает ширину бетонного блока, то блоки-подушки не применяются.
Каркасные здания, как правило, возводят на столбчатых (отдельно стоящих) фундаментах. При небольших нагрузках на фундамент под стены малоэтажных зданий без подвалов их тоже выполняют столбчатыми из соображений удешевления. РИС.
Плитные фундаменты применяются при значительных нагрузках или при слабых и неоднородных грунтах основания. Также их рекомендуют применять в сейсмоопасных районах. Плитные фундаменты обеспечивают равномерную осадку здания, однако они имеют высокую стоимость.
Свайные фундаменты используют при строительстве на слабых сжимаемых грунтах, а также в тех случаях, когда достижение прочного естественного основания экономически нецелесообразно из-за большой глубины его заложения. РИС.
Как правило, свайные фундаменты состоят из свайного поля и ростверков. Однако существуют свайные фундаменты без ростверка. Задача свайного поля – обеспечить несущую способность фундамента по грунту. Задача ростверка – передать нагрузку от вышележащих конструкций на группу свай.
Ростверки по форме бывают отдельно стоящими, ленточными и плитными. По типу изготовления ростверки бывают монолитными и сборными.
По виду материала сваи бывают: железобетонные, бетонные, деревянные и металлические. По способу возведения сваи бывают забивные и набивные.
Забивные сваи изготавливают на поверхности и погружают в грунт одним из 3-х способов: забивают (копровой или другой установкой), задавливают (гидравлическими домкратами или рычажно-полиспастной системой), вибропогружают (пробуривают скважину малого диаметра и применяют вибропогружающую установку).
Набивные сваи изготавливают из монолитного бетона непосредственно в грунте основания. Как правило, для этого пробуривают скважину большого диаметра, а затем укладывают в нее бетон (буронабивные сваи).
По характеру работы под нагрузкой свайные фундаменты делят: на сваи-стойки и висячие сваи.
Сваи стойки передают нагрузку от здания на массив плотных грунтов находящихся под наконечником сваи. Наконечник сваи, при этом, должен быть заглублен в несущий массив грунта не менее чем на 500 мм.
Висячие сваи обеспечивают несущую способность основания в основном за счет сил трения по боковым поверхностям сваи.
В подавляющем большинстве случаев свайные фундаменты являются фундаментами на висячих сваях.
Комбинированные фундаменты – это комбинация свайного и плитного фундамента. В данном случае несущую способность по грунту основания обеспечивает не только свайное поле, но и плитный ростверк, объединяющий сваи.
Понятие о деформационном шве. Одним из важных, но незаметных элементов многих зданий являются деформационные швы. Их отсутствие в необходимых местах является распространенной строительной ошибкой, приводящей к проблемам с эксплуатацией зданий и сооружений и даже к крупным авариям. Деформационный шов применяется в случае если требуется обеспечить независимую осадку 2-х смежных участков здания. Эта необходимость возникает в 3-х случаях:
1. на фундаменты смежных участков действуют разные по интенсивности нагрузки (разная этажность здания, разная грузоподъемность кранового оборудования и т. п.);
2. под зданием имеется основание с разнородной структурой (линзы);
3. к долго эксплуатирующемуся зданию вплотную пристраивается новое.
Деформационный шов обеспечивает целостность 2-х участков здания с точки зрения их эксплуатации, но делает так, что вертикальные нагрузки от 1-го участка здания никаким образом не передавались на другой.
Понятие о гидроизоляции фундаментов. Фундаменты зданий эксплуатируются во влажной среде – грунтах основания. Поднимающаяся по каппилярам конструкций влага приводит к деструктивным процессам элементов зданий. Во избежание этих процессов, фундамент гидроизолируют. Одним из элементов гидроизоляции является отмостка. Отмостка – неширокая асфальтовая или бетонная полоса, укладываемая с уклоном на грунт вдоль периметра наружных стен. Под полосой также желательно устраивать глиняный замок. Задача отмостки – отвести атмосферные осадки от стен и фундаментов здания. Одной отмостки для защиты нижней части здания от влаги недостаточно. В бесподвальных здания устраивают горизонтальную гидроизоляцию в уровне цоколя стен на расстоянии 200…300 мм от уровня отмостки в наружных стенах, и в уровне пола первого этажа во внутренних стенах. РИС. В зданиях с подвалом этого недостаточно. В них устраивают еще один слой горизонтальной гидроизоляции в уровне пола подвала, укладывая по верху фундамента слой плотного цементно-песчаного раствора. Также в них устраивают вертикальную гидроизоляцию путем окраски гидрофобизирующими составами (битумом) поверхностей соприкасающихся с грунтом стен подвала.
Источник
Классификация фундаментов гражданских зданий
По конструктивной схеме фундаменты могут быть:
— ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн;
— столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (колонны или столбы);
— сплошные, представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью и применяемые при особо больших нагрузках на стены или отдельные опоры, а также недостаточно прочных грунтах в основании;
— свайные, в виде отдельных погруженных в грунт стержней для передачи через них на основание нагрузок от здания.
По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жест-кие, материал которых работает преимущественно на сжатие и в которых не воз-никают деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб. Для устройства жестких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бетона. Для гибких фундаментов используют в основном железобетон.
Ленточные фундаменты. По очертанию в профиле ленточный фундамент под стену в простейшем случае представляет собой прямоугольник. Его ширину устанавливают немного больше толщины стены, предусматривая с каждой стороны небольшие уступы по 50-150 мм. Прямоугольное сечение фундамента допустимо принимать при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта. Для передачи давления на грунт и обеспечения его несущей способности необходимо увеличивать площадь подошвы фундамента путем ее уширения. Практически такие фундаменты выполняют ступенчатой формы. Размер уступа ступеней принимают 20-25 см, а высоту 40-50 см.
По способу устройства ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные. Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м — из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет около 0,5 м, ширина уступа от 0,15 до 0,25 м. Кладку бу-
товых фундаментов производят на сложном или цементном растворе с обязательной перевязкой (несовпадением) вертикальных швов (промежутков между камнями, заполняемых раствором).
Бутобетонные фундаменты состоят из бетона класса В5 с включением в его толщу отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фундамента.
Сборные ленточные фундаменты состоят из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при песчаных грунтах или на песчаную подготовку толщиной 100-150 мм, которая должна быть тщательно утрамбована.
Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм. Вертикальные колодцы, образующиеся торцами блоков, тщательно заполняют раствором. Связь между блоками продольных и угловых стен обеспечивается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром 6-10 мм. Блоки-подушки изготовляют толщиной 300, 500 мм, шириной от 1000 до 3200 мм, а стеновые блоки шириной 300, 400, 500 и 600 мм, высотой 280, 580 мм. Длина элементов 780, 1180, 2380 мм.
При строительстве зданий на участках со значительными уклонами фундаменты стен выполняют с продольными уступами. Высота уступов должна быть не более 0,5 м, а длина – не менее 1,0 м. Этим же правилом пользуются при устройстве перехода фундаментов внутренних стен к наружным, при разных глубинах их заложения.
Столбчатые фундаменты. При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железобетонными. Расстояние между осями фундаментных столбов принимают 2,5-3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6 м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками. Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных 0,6×0,6м; бетонных 0,4×0,4 м.
Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этаж-ности при значительной глубине заложения фундаментов(4-5 м), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов. Столбы перекрывают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5-0,6 м. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола.
Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий. Сборные фундаменты под железобетонные колонны могут состоять из одного железобетонного башмака стаканного типа или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним.
Сплошные фундаменты возводят в случае, если нагрузка, передаваемая на фундамент значительна, а грунт слабый. Эти фундаменты устраивают под всей
площадью здания. Фундаментная плита проектируется плоской или ребристой с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Ребристая конструкция обеспечивает снижение расхода стали и бетона, но отличается большей трудоемкостью, чем сплошная. Толщина фундаментной плиты назначается в зависимости от пролета (шага) несущих конструкций и типа самой плиты и составляет для ребристых плит 1/8-1/10 пролета, для сплошных 1/6-1/8 пролета.
Свайные фундаменты применяют для зданий различных конструктивных систем, этажности и в разнообразных грунтовых условиях. Наиболее целесообразны они при слабых, неравномерно деформируемых основаниях.
По способу передачи вертикальных нагрузок от здания на грунт сваи подразделяют на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи, проходящие слабые слои грунта
и опирающиеся своими концами на прочный грунт, называют сваями — стойками, а сваи, не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом, называют висячими.
По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По мате-риалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготовляют непосредственно на строительной площадке в грунте.
Железобетонные сваи изготовляют сплошные квадратного (от 250×250 до 400×400мм) и прямоугольного (250×350мм) сечения, а также трубчатого сечения диаметром от 400 до 700 мм. В основном применяют короткие сваи длиной 3-6 м. Трубчатые сваи могут быть с заостренным нижним концом или с открытым.
В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами (рисунок 2.6). Поверху железобетонные и металлические сваи объединяются между собой железобетонным ростверком, который может быть сборным или монолитным.
Рисунок 2.6 — Свайные фундаменты:
1- свая, 2 — железобетонный сборный ростверк, 3 — стена, 4 — арматура головы сваи, 5 — щебеночная или бетонная подготовка, 6 — монолитный железобетонный ростверк, 7 — колонна, 8 — сборный железобетонный оголовок сваи, 9 — бетон; а — однородное расположение свай, б — шахматное, в — двухрядное для зданий с каменными стенами, г — куст свай под колонну, д — свайные ростверки
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Источник