Виды монолитных и сборных жб фундаментов. Классификация фундаментов
9 Фундаменты, так же как и перекрытия, являются неотъемлемой частью любого здания. В подавляющем большинстве случаев их выполняют из железобетона. Они передают нагрузку от опирающихся на них колонн или стен на основание. Фундаменты бывают трех типов: отдельные — под каждой колонной (рис. 10.1, а), ленточные— под рядами колонн в одном или двух направлениях (см. рис. 10.5), а также под стенами (рис. 10.1,6), сплошные — под всем сооружением (рис. 10.1, в). Тип фундамента выбирают из сопоставления их стоимости, расхода материалов и трудовых затрат с учетом эксплуатационных и конструктивных требований. Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках, хороших грунтах и достаточно редком расположении колонн. При больших нагрузках и относительно слабых грунтах делают ленточные фундаменты. Последние особенно целесообразны при неоднородных грунтах и различных по величине нагрузках. Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна, то устраивают сплошные фундаменты.
Ц Центрально-нагруженные фундаменты. Эти фундаменты проектируют квадратными в плане.
®По форме они могут быть ступенчатыми (рис. 10.2, а) или пирамидальными (рис. 10.2,6). Последние экономичнее по расходу материалов, но сложнее в изготовлении и применяются реже.
Обычно фундаменты проектируют так, чтобы нулевой цикл строительных работ мог быть закончен до монтажа колонн и произведена обратная засыпка грунта. Для этого верх фундамента располагают на 15см ниже уровня чистого пола. Устанавливают фундаменты на естественный грунт, бетонную, щебеночную или песчаную подготовку толщиной 10 см.
По способу изготовления различают фундаменты сборные и монолитные. В большинстве случаев применяют монолитные фундаменты. Сборные устраивают, когда они невелики по размерам, в сложных геологических или суровых зимних условиях, а также когда применение их сокращает сроки строительства и дает экономию. Монолитные фундаменты выполняют из бетона классов В 12,5. В15, сборные — В15. В20. Центрально-нагруженные фундаменты армируют сварными сетками классов А-П, А-1П с одинаковой арматурой в двух направлениях. Шаг стержней обычно принимают 150. 200 мм, диаметр — не менее 10 мм. Минимальная толщина защитного слоя при возведении монолитного фундамента на бетонной подготовке — 35 мм, при ее отсутствии — 70 мм, для сборных фундаментов — 30 мм.
Сборные фундаменты проектируют под сборные колонны, монолитные фундаменты — как под сборные, так и под монолитные. Сборные колонны жестко заделывают в специальные гнезда—стаканы, оставляемые в фундаменте при бетонировании (рис. 10.2, а, б). Закрепление колонн в стакане осуществляют посредством заливки цементного раствора между стенкой и колонной. Для же-сткого соединения монолитных колонн с фундаментами из последних выпускают арматуру с площадью сечения, равной расчетной площади арматуры колонны у обреза фундамента (рис. 10.2, в). Выпуски арматуры фундамента стыкуют с арматурой колонны дуговой сваркой или внахлестку, без сварки. Стыки устраивают выше уровня пола. В пределах фундамента выпуски арматуры соединяют в каркасы хомутами и доводят до бетонной подготовки. Расчет фундамента состоит из двух частей: расчета основания (определяют форму и размеры подошвы) и те-ла фундамента (высоту фундамента, размеры его ступеней и сечения арматуры).
Ленточные фундаменты устраивают под сплошные стены (см. рис. 10.1,6) и под рядами колонн в виде отдельных (рис. 10.5, б) или перекрестных лент (рис. 10.5, а).
3 Ленточные фундаменты под стенами. Их обычно делают сборными, собираемыми из отдельных блоков-подушек, на которые опираются фундаментные блоки. Блоки-подушки могут быть сплошные — прямоугольного и трапециевидного профилей, ребристые и пустотные. Наибольшее распространение получили сплошные блоки трапециевидного профиля. Они имеют простую геометрическую форму, армируются понизу одной сеткой и поэтому более просты в изготовлении, чем блоки других типов. Блоки-подушки укладывают вплотную и с зазором. Ширину их определяют из расчета основания — делением нормативной нагрузки на сопротивление грунта. Расчет прочности подушки производят только в поперечном направлении, рассматривая выступы как консоли, загруженные реактивным давлением грунта р(без учета массы подушки и грунта на ней). Площадь арматуры под-бирается по моменту М=р1 2 /2, где / — вылет консоли (см. рис. 10.1, б).
Толщину сплошной подушки Н назначают из условия воспринятия поперечной силы С?=р/ одним бетоном (без поперечного армирования), принимая ее не менее 200 мм. в Ленточные фундаменты под рядами колонн (рис. 10.5,и, б). Их выполняют обычно монолитными, таврового сечения с полкой понизу. В продольном направлении отдельная лента работает на изгиб, как балка, находящаяся под воздействием, сосредоточенных нагрузок от_ колонн и отпора грунта снизу. Ребра армируют подобно неразрезным балкам. Продольную арматуру определяют расчетом прочности нормальных сечений на изгибающий момент, поперечную— расчетом наклонных сечений на поперечную силу. Фундаменты армируют сварными или вязаными каркасами. При армировании сварными каркасами в ребре должно быть не менее двух каркасов при 6 800мм. Плоские каркасы объединяют в пространственные. Для этого к верхним продольным стержням приваривают соединительные стержни или на них укладывают сварные сетки.
Поскольку в процессе возведения и эксплуатации сооружения возможно неравномерное загружение фундамента и его неравномерная осадка, в ребрах укладывают непрерывную продольную верхнюю и нижнюю арматуру в количестве р,=0,2. 0,4 %.
Свесы полок тавра работают под воздействием отпора грунта как консоли, защемлённые в ребре. Толщину полки назначают из условия, чтобы в ней не требовалась арматура для воспринятия поперечной силы. Для армирования полок целесообразно применять сварные сетки с рабочей арматурой в двух направлениях/При этом поперечные стержни используют как арматуру полки, а продольные включают в площадь нижней рабочей арматуры.
При расчете фундаментные ленты большого поперечного сечения и сравнительно малой длины при небольших расстояниях между колоннами можно считать абсолютно жесткими, поскольку деформации конструкции малы по сравнению с деформациями основания. Распределение давления по подошве таких фундаментов можно приближенно принимать по линейному закону.
Абсолютно жесткий ленточный фундамент рассчиты-вают как статически неопределимую балку, на которую сверху действует нагрузка от колонн, а снизу — реактивный отпор грунта. Размеры площади подошвы фундамента в этом случае устанавливают как для фундаментов, нагруженных внецентренно (или центрально) вдоль ленты. При симметричном загружении ленты вдоль ее оси эпюра давления на грунт имеет вид прямоугольника, при несимметричном — трапеции.
Фундаментные ленты большой длины, загруженные колоннами, расположенными на значительных расстояниях, считаются гибкими, поскольку их перемещения соизмеримы с перемещениями основания. Железобетонные гибкие ленточные фундаменты рассчитывают как балки на упругом основании. При этом широкое применение нашли два метода расчета. Метод, основанный на гипотезе Винклера, предполагает, что величина осадки в какой-либо точке основания прямо пропорциональна давлению, приложенному к этой точке и не зависит от осадки других точек. Согласно другому методу грунт рассматривают как однородное упругое тело, бесконечно простирающееся вниз и в стороны и ограниченное сверху плоскостью. Такое основание принято называть упругим полупространством. Расчет железобетонных ленточных фундаментов как балок на упругом основании и упругом полупространстве детально разработан и изложен в специальной литературе [18].
0 Конструктивные решения сплошных фундаментов аналогичны решениям монолитных железобетонных перекрытий и могут проектироваться как ребристые или безбалочные плиты, загруженные снизу отпором грунта, а сверху — сосредоточенными или распределенными нагрузками от колонн или стен.
В ребристых плитах ребра располагают сверху или снизу плиты. Последнее решение предпочтительнее, особенно в зданиях с подвалом, поскольку в этом случае не требуется устройства опалубки рёбер (бетон можно укладывать в траншеи) и упрощается устройство пола подвала. Безбалочные плиты целесообразны при сетке колонн, близкой к квадратной (см. рис. 10.1, в). Применяют также коробчатые (рамные) фундаменты под многоэтажные здания и некоторые другие высокие сооружения. Онисостоят из верхней и нижней плит и системы продольных и поперечных вертикальных ребер (диафрагм).
Особенности расчета сплошных фундаментов изложены в [18].
^Свайные фундаменты применяются при возведении зданий и сооружений на грунтах с недостаточной несущей способностью. Они состоят из группы свай, объединенных поверху ростверком — железобетонной плитой (балкой). По сравнению с фундаментами на естественном основании применение свайных фундаментов уменьшает объем земляных работ, снижает трудоемкость нулевого цикла, облегчает производство работ в зимнее время@По характеру работы раличают сваи-стойки, опирающиеся на твердый грунт, и висячие сваи, нагрузка на которые воспринимается грунтом как по площади поперечного сечения сваи, так и силами трения по ее боковой поверхности (рис. 10.6). В отечественной практике известно более 150 видов свай, отличающихся материалом, способом’устройства и т. п., однако наибольшее распространение получили железобетонные сваи.
По форме поперечного сечения различают железобетонные сваи сплошные и полые (пустотелые и сваи-оболочки). При диаметре поперечного сечения до 800 мм и наличии внутренней полости сваи называют пустотными, при диаметре более 800 мм — сваями-оболочками.
При небольших нагрузках широко применяют сваи квадратного сплошного сечения (цельные и составные) размером от 200X200 мм до 400X400 мм, длиной З. 16м без предварительного напряжения продольной арматуры и 3. 20 м с предварительным напряжением. Сваи без предварительного напряжения изготовляют из бетона класса В15, арматуры классов А-П, А-ПГ, диаметром не менее 12мм. В верхней части сваи, непосредственно воспринимающей удар молота, устанавливают 3. 5 сеток из арматурной проволоки на расстоянии 5см друг от друга. В средней части располагают две строповочные петли. Шаг поперечной (спиральной) арматуры принимают у концов сваи 50 мм, в средней части 100. 150 мм (рис. 10.7). Сваи с предварительно напряженной продольной ‘арматурой изготовляют из бетона В20. В25; по сравнению со сваями без предварительного напряжения арматуры они экономичней (по расходу арматуры) и поэтому пред-
почтительней. Полые круглые сваи и сваи-оболочки применяют при больших нагрузках. Их изготовляют звеньями длиной 2. 6 м. Стыки звеньев могут быть болтовыми, сварными или на вкладышах.
Несущая способность фундаментов на сваях-стойках (при любой их расстановке в плане) равна сумме несущих способностей отдельных свай, а несущая способность свайных фундаментов на висячих сваях зависит от числа свай, их расстановки в плане, формы, размеров поперечного сечения и длины.
Сваи и свайные фундаменты рассчитывают по пре-дельным состояниям. По предельным состояниям первой группы определяют несущую способность свай по грунту, прочность материала свай и ростверков [27]; по предельным состояниям второй группы рассчитывают осадки свайных фундаментов, образование и раскрытие трещин в железобетонных фундаментах и ростверках. Помимо этого сваи рассчитывают по прочности на воспринятое усилий, возникающих при монтаже, транспортировке, а также при выемке свай из пропарочных камер.
Дата добавления: 2016-05-25 ; просмотров: 1954 ;
Источник
Сборно-монолитный фундамент
Создание фундамента – один из самых важных процессов строительства дома. Основа любого сооружения обеспечивает равномерное распределение нагрузки на почву, на которой стоит дом. В случае с нестабильными грунтами зачастую используется монолитный фундамент. У такой конструкции есть свои разновидности, в частности сборный монолитный фундамент. Он имеет свои особенности и нюансы монтажа.
Что такое сборно-монолитный фундамент?
Из названия становится ясным, что монолитный фундамент представлен сплошной плитой, которую закладывают под здание. В случае с ленточным монолитным фундаментом закладку проводят только по периметру сооружения. Главная отличительная черта сборного фундамента монолитного типа от стандартной конструкции – это то, что она состоит из нескольких частей, которые в последующем становятся целостной конструкцией.
Под ленточным монолитным фундаментом подразумевается железобетонная полоса, располагающаяся под зданием. Она может быть:
Первый тип сборного ленточного фундамента представлен жесткой горизонтальной рамой, которая применяется в основном к сооружениям небольшого веса. Зачастую это постройки из дерева.
Заглубленная разновидность фундамента используется для опоры тяжелых каменных домов. Ещё одно применение – это при необходимости обустроить под сооружением подвал, гараж или цокольный этаж.
Что касается сборного сплошного фундамента, то его закладку проводят в ситуациях, когда на участке строительства преобладают грунты с высокой степенью сжатия. Используют их в основном для деревянных построек. Прочность у них на высоком уровне, к тому же есть возможность сделать фундамент любой конфигурации.
Также к отличительным особенностям сборного монолитного фундамента можно отнести его монтаж. Стандартная разновидность возводится непосредственно на участке строительства, с помощью заливки бетонного раствора. Его заливают в вырытую траншею и получают целостное основание. В случае со сборным фундаментом, его сооружают из блоков, которые по определенной технологии устанавливают в траншеи и прочно скрепляют между собой, что и создает целостную, нерушимую, прочную конструкцию.
Плюсы и минусы
К положительным сторонам сборного монолитного фундамента можно отнести следующие пункты:
- его возведение не требует больших трудозатрат и времени;
- есть возможность проводить строительство в зимний период;
- такая разновидность фундамента удобна для строительства зданий, в которых предусмотрен подвал или цокольный этаж;
- конструкция характеризуется надёжностью и может располагать на себе массивные постройки;
- при помощи монолитного фундамента есть возможность соорудить любую форму конструкции.
Из недостатков для такого фундамента выделяют:
- большие затраты на материалы, которых для возведения требуется немало;
- невозможно соорудить сборный ленточный фундамент без помощи спецтехники;
- такая разновидность фундамента требует тщательной подгонки блоков друг другу.
Особенности монтажа сборно-монолитного основания
Возведение сборного монолитного фундамента подразделяется на несколько этапов:
- разметка. Первым делом, приступая к строительству фундамента, сооружают специальную опалубку, которая располагается по оси несущих стен. Ее можно сделать из досок, длина которых немного больше, чем фундамент в ширину. Доски располагают горизонтально и прибивают к двум колышком. Конструкцию разметки устанавливают, отступив 1,5-2 м от самого котлована. Между столбиками разметки натягивают шнур;
- удаление грунта. Пласты грунта прорезаются, после чего вынимаются. Выкапывают траншею на глубину, указанную в предварительно составленном плане конструкции. В среднем глубина составляет 80 см. После того, как производят выемку грунта из траншеи, почву выравнивают вручную лопатой;
- подушка. Для такого типа монолитного основания предполагается опора на подушку, составляет которую нерудный материал. Варианты для обеспечения подобного основания следующие: щебень, песок или смесь песка и щебня. Первых два случая предполагают насыпь, толщиной 40 см. Если засыпается смесь песка со щебнем, то каждого из компонентов должно быть равное количество. После засыпания такой подушки очень важно ее уплотнить, тщательно утрамбовать.
- подбетонка. Учитывая, что после насыпной подушки из щебня или песка поверхность такого слоя достаточно острая, она может нарушить целостность слоя гидроизоляции, то для устранения такой проблемы проводят заливку бетоном низкой марки. Толщина такого слоя варьирует в пределах 5-10 см. Полученная ровная поверхность является удобной для того чтобы раскатать рулонный материал, загерметизировать стыки. Подбетонку заливают без использования арматуры;
- обеспечение гидроизоляции. Учитывая, что для фундамента свойственна гигроскопичность, а почва содержит в себе влагу, то такой момент существенно увеличивает срок эксплуатации фундамента. Использование обмазок, красок и пропиток в данном случае нерационально;
Для обеспечения надежного слоя гидроизоляции используют материал в рулонах, например, Изоспан или Бикрост. Их укладку проводят двумя-тремя слоями, соблюдая нахлёст 10 см. Края рулонного материала оставляют снаружи. Это необходимо для обеспечения целостного слоя, заводя материал на боковую поверхность, после того как будет снята опалубка.
- раскладка плит ФЛ. Чтобы обеспечить стабилизацию ленточного фундамента в вертикальном положении проводят расширение подошвы при помощи плит ФЛ. Для этого на углах ставят длинные плиты, которые служат опорой для блоков. После этого начинают заполнять прямые участки. Делают это, либо экономичным способом, то есть устанавливая плиты в разбежку, либо ставят элементы плотно друг другу, увеличивая тем самым опорную плоскость. После этого придают конструкции монолитную форму, заливают места стыковок бетоном;
- установка блоков ФБС. Проводить укладку блоков ФБС можно двумя способами. Первый способ предполагает расположение блоков по углам, перевязку рядов и заливку бетона напрямую между ними. Второй вариант заключается в установке блоков на прямых участках, связывание при этом не требуется, вместо этого проводят установку монолитных столбов между блоками;
- обеспечение монолита. Такой процесс предполагает заполнение при помощи бетонного раствора оставшихся пустот в фундаменте. Для этого прислоняют специальные щиты к поверхности плиты, после чего стягивают их при помощи шпилек или подпирают укосинами. Далее приступают к заливке бетоном, при этом уплотнять необходимо каждый слой 40-60 см в высоту;
- учитывая, что фундамент, который состоит из не армированных элементов и не обладает достаточной пространственной жесткостью, большая площадь поверхности будет испытывать серьезные нагрузки, исходящие от пучинистых грунтов. Для обеспечения стабилизации основания используют кольцевой армопояс, который укладывается сверху блоков. Изначально монтируют опалубку таким образом, чтобы щиты были закреплены на верхнем ряду блоков ФБС.
Крепление проводят при помощи дюбелей, скрепляют между собой при помощи перемычек. Далее приступают к самому армированию в два пояса. Используют для этого два прута, диаметром 10-16 мм, при этом соблюдают расстояние от 15 до 40 мм от подошвы. Далее проделывают техотверстияони, они должны располагаться на 40-60 сантиметров от отмостки.
- предпоследний этап – это заливка бетонного раствора, которая проводится с уплотнением каждого слоя и удалением воздушного пространства при помощи глубинного вибратора.
- обеспечение гидроизоляции. Учитывая, что эксплуатация основы здания будет проводиться в условиях достаточно агрессивных, то необходимо обеспечить дополнительную гидроизоляцию бетону, который имеет пористую конструкцию. Это можно сделать несколькими способами. Первый проводится ещё при приготовлении раствора бетона. Есть возможность использовать специальные смеси, которые обеспечивают водоотталкивающие свойства для этого материала. Для каких целей пользуются порошком адмикс. Кроме такого способа можно воспользоваться сухой смесью Пенетрон, с помощью которой проводят наружную обработку поверхности.
После нанесения гидроизолирующего состава на поверхность фундамента, цементный камень начинает реагировать с действующими веществами Пенетрона, что приводит к изменению структуры материала по всей толщине. Это придает фундаменту +5% прочности на сжатие.
Для проведения вторичной защиты бетонного материала используют различные обмазки, краски, в состав которых входит эпоксидная основа, рулонные материалы, например, стекловолоконную пленку, пропитки и праймеры. Такой процесс ни в коем случае нельзя пропускать, поскольку проведение комбинированной защиты с использованием пенетрирующей смеси обеспечивает длительность эксплуатации в 80-120 лет.
Если в здании предусмотрен цокольный этаж, то дополнительный этап сооружения фундамента становится утепление. Для этого можно оклеить стены XPS пенополистиролом однослойно. Фиксацию гидроизоляционного слоя материала проводят при помощи дюбелей, после этого материал покрывается геотекстильным полотном.
Указанная технология возведения сборного монолитного фундамента ленточного типа дает возможность использовать все преимущества такой разновидности основания. Если проводить процесс строительства с четким соблюдением рекомендаций, то это станет гарантией получения качественного фундамента, который прослужит много десятков лет.
Источник