Вопрос 15. Классификация фундаментов.
Фундамент – это заглубленный ниже поверхности грунта конструктивный элемент, воспринимающий нагрузки на здание и передающий их от здания основанию, называют фундаментом. Фундаменты классифицируют по конструктивным схемам, материалу, характеру работы и глубине заложения.
По конструктивным схемам:
· ленточные, располагаемые непрерывной лентой под несущими стенами здания;
· столбчатые, в виде отдельных опор под колоннами каркасных зданий;
· сплошные, в форме массивной плиты под зданием;
· свайные, в виде железобетонных или других стержней, забитых в грунт.
По материалу:
· из природного камня;
По характеру работы:
· жесткие, работающие только на сжатие;
· гибкие, работающие на сжатие и изгиб.
По глубине заложения:
· фундаменты мелкого заложения (до 5м);
· фундаменты глубокого заложения (более 5м).
Ленточные фундаменты — возводят непосредственно под стены дома или под ряд отдельных опор. В первом случае они имеют форму непрерывных подземных стен, во втором — состоят из железобетонных перекрестных балок. Данный тип фундамента целесообразен для зданий с тяжелыми (каменными, бетонными, кирпичными) стенами, при устройстве подвалов и цокольных этажей, а также при неглубоком заложении на сухих непучинистых грунтах, даже если здание строят из легких конструкций и без цоколя и подвала. На пучинистых глубоко промерзающих грунтах устройство ленточных фундаментов технически трудно выполнимо и экономически не оправдано. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными. Для сооружения ленточных монолитных фундаментов на дне котлована выставляется опалубка, вяжется арматурный каркас и между стенками опалубки заливается бетон. Для снижения потерь при обогреве дома в такие фундаменты закладывается утеплитель (керамзит, минераловатные плиты, пенопласт). Сборные ленточные фундаменты состоят из крупных бетонных или железобетонных блоков.
Сборные конструкции ленточного фундамента:
— железобетонные плиты ленточного фундамента ФЛ («подушки») (рис. 89, 90);
-бетонные блоки стен подвала – фундаментные блоки сплошные ФБС (рис. 89, 90).
Координационные размеры плит ФЛ
| Марка по ГОСТ (сокращенная) | Высота, мм | Длина, мм | Ширина, мм |
| Несущие стены | Самонесущие стены | ||
| ФЛ16.30, ФЛ14.30 | 1000…2400 1400, 1600 ( в курсовой работе) | 1000…2400 1200, 1400 (в курсовой работе) | |
| ФЛ16.24, ФЛ14.24 | |||
| ФЛ16.12, ФЛ14.12 | |||
| ФЛ16.8, ФЛ14.8 | |||
| Марка плит: ФЛ «координационная ширина в дм». «координационная длина в дм» |
Координационные размеры блоков ФБС
| Марка по ГОСТ (сокращенная) | Длина блока L, мм | Высота блока h, мм | Ширина блока b, мм | Соответствующая ширина несущего слоя стены, мм |
| Кирпич | Камни | Брус, стальной каркас | ||
| ФБС 24.3.6 ФБС 9.3.6 | 2400, 900 | 150…250 | ||
| ФБС 24.4.6 ФБС 12.4.6 ФБС 9.4.6 | 2400, 1200, 900 | |||
| ФБС 24.5.6 ФБС 12.5.6 ФБС 9.5.6 | ||||
| ФБС 24.6.6 ФБС 12.6.6 ФБС 9.6.6 | ||||
| ФБС 12.4.3 | 150…250 | |||
| ФБС 12.5.3 | ||||
| ФБС 12.6.3 |
Столбчатый фундамент
Рис. 91. Конструкция столбчатого фундамента и фундаментных балок из керамического кирпича
Конструкции столбчатого фундамента:
-фундаментная балка, воспринимающая нагрузку от стен и передающая ее на столбы.
Фундаментные столбы – отдельно стоящие элементы фундамента, размещаемые с определенным шагом под несущими надземными конструкциями здания и объединенные по верху фундаментной балкой.
Столбы выполняют сборными или монолитными из бетона, ступенчатыми или постоянного по высоте квадратного (прямоугольного) сечения. Столбы устанавливаются под несущими и самонесущими стенами, наружными и внутренними, на отметке, соответствующей глубине заложения фундамента. Обрез столба располагают на уровне планировочной отметки земли или заглубляют на глубину до 150 мм.
Столбы устанавливают в местах пересечения стен и под простенками, а под протяженными участками стен без проемов – с определенным шагом. Шаг столбов зависит от нагрузки, передаваемой на фундамент. Наиболее нагруженными являются внутренние несущие стены, воспринимающие нагрузку от двух рядов перекрытий.
При расстановке столбов ось симметрии столбов совмещается с осью симметрии стены. Для многослойной стены, конструктивно состоящей из несущего и теплоизоляционного слоев (облегченная кладка из мелких камней с наружным утеплением из пенополистирольных плит), ось симметрии столба совмещается с осью симметрии несущего слоя стены. Соответствующая величина привязок столбов к координационным осям высчитывается и указывается на схеме.
По обрезу столбов устраиваются фундаментные балки, объединяющие столбы и воспринимающие нагрузку от стен. Ось симметрии балки совмещают с осью симметрии столбов и несущего слоя стен. Балки могут выполняться из сборных железобетонных элементов, монолитными железобетонными или кирпичными из керамического кирпича с армопоясом по низу. Кирпичная кладка выводится при этом выше уровня земли и выполняет функции цоколя стены. Минимальная высота сечения балки зависит от материала балки и шага столбов. В зависимости от ширины стены может приниматься различная ширина балки под отдельные стены здания, а высоту балок необходимо принимать постоянной при одинаковой глубине заложения столбов фундамента.
Фундамент под крыльца, веранды, террасы, санитарно-технические стенки с вентканалами отделяется от фундамента под стены здания деформационным осадочным швом. Площадку крыльца выполняют по бетонной подготовке по уплотненному слою грунта. Ступени крыльца могут выполняться сборными из железобетона по кирпичным стенкам из керамического кирпича. Глубина заложения кладки стенок крыльца относительно планировочной отметки земли принимается не менее 500 мм.
Размеры и размещение столбов фундамента
| Размещение столбов — в местах пересечения стен и под простенки, далее с шагом: | Шаг столбов = LБАЛКИ, мм (модуль 1/5М, 1/10М) | Ширина столба b, мм | Высота столба H, мм |
| — под несущие стены | до 2000 | ||
| -под самонесущие стены | 2000…4000 |
Свайные фундаменты — состоят из отдельных свай, перекрытых сверху железобетонной плитой или балкой (ростверком). Свайный фундамент используется в случаях, когда на слабый грунт необходимо передать большие нагрузки.
По типу материала сваи могут быть: деревянными, бетонными, железобетонными, стальными и комбинированными. Деревянные сваи наиболее экономичны, но подвержены гниению. Сваи из железобетона стоят дороже, но они более долговечны и способны выдерживать большие нагрузки. По методу изготовления и погружения в грунт сваи подразделяются на: забивные (опускаемые в грунт в готовом виде) и набивные (изготовляемые непосредственно в грунте, в пробуренных каналах). Для свайных фундаментов малоэтажных зданий применяют следующие виды свай [52]:
— забивные (вдавливаемые) призматические железобетонные сваи сечением 300×300 мм (рис. 92);
— короткие забивные (вдавливаемые) пирамидальные (с наклонными боковыми гранями) железобетонные сваи с предварительно-напряженной арматурой без поперечного армирования;
— буронабивные железобетонные сваи диаметром 300-600 мм длиной до 3 м
с уплотненным трамбованием забоем;
— набивные железобетонные сваи диаметром 300-600 мм длиной до 3 м, устраиваемые в пробитых скважинах;
— буроинъекционные сваи диаметром 150-250 мм;
— трубчатые металлобетонные сваи диаметром 159-325 мм;
Забивные (вдавливаемые) сваи – сваи, погружаемые в грунт с помощью молотов, вибропогружателей, вдавливающих или виброударных устройств без выемки грунта или в предварительно выполненные скважины (лидерные скважины).
Буронабивные сваи – сваи, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью с предварительной установкой в скважину арматурного каркаса свай (рис. 93, 94). Уплотнение забоя производят путем втрамбовывания в грунт слоя щебня толщиной не менее 100 мм до образования уширенной части в основании сваи. Уширение нижнего конца сваи, показанной на рис. 94, выполнено камуфлетным взрывом заряда взрывчатого вещества, помещенного в забой пробуренной скважины до бетонирования.
Набивные виброштампованные сваи – сваи, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом и закрепленным на ней вибропогружателем. Арматурный каркас сваи устанавливается также с помощью виброштампа. Пробитая скважина устраивается без выемки грунта путем многократного сбрасывания с высоты чугунного конуса. При устройстве таких свай вокруг ствола свай создается уплотненная зона, в пределах которой повышается прочность грунта и снижается его деформативность.
Буроинъекционные сваи – сваи, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси или цементно- песчаного раствора.
Металлобетонные сваи – сваи с бетонным стволом в металлической оболочке в виде трубы, погружаемой в грунт вибропогружением, забивкой или вдавливанием. Такие сваи устраивают на местности, покрытой водой, или вблизи существующих зданий, когда в основании залегают неустойчивые грунты.
Сваи-колонны – забивные сборные железобетонные сваи квадратного сечения, нижняя часть которых погружена в грунт, а верхняя выполняет функции стоек каркаса надземной части здания. Выполняются со специальными консолями для опирания ригелей каркаса. Применяются для сельскохозяйственных одноэтажных зданий с типовым железобетонным каркасом.
Размеры и размещение свай
| Размещение – в местах пересечения стен, далее с шагом: | Шаг свай в пределах 3ˑdСВАИ…6ˑdСВАИ с модулем 1/5М, 1/10М | Сечение сваи dСВАИ, мм | Сечение ростверка b×h, мм bРОСТВЕРКА ≥ dСВАИ +свесы по 100 мм bРОСТВЕРКА ≥ bСТЕНЫ-200 мм |
| — под несущие стены | 900…1400 | 300×300 | 600×500 |
| — под самонесущие стены | 1400…1800 | 300×300 | 600×500 |
Сплошной фундамент устраивают под всей площадью здания в виде массивной монолитной железобетонной плиты, которая связывают между собой железобетонными балками, воспринимающими — нагрузку от стен.
Под фундаментными балками для предупреждения деформаций, связанных с пучением и осадкой основания, устраивают шлаковую или песчаную подсыпку, обеспечивает равномерную осадку всему зданию и может защищать подвальные этажи от подпора грунтовых вод. Такие фундаменты возводятся при больших нагрузках от здания и слабых или неоднородных грунтах.
Источник
Классификация фундаментов
Фундаменты
Фундаменты являются основным и наиболее ответственным конструктивным элементом несущего остова здания.
Общие положения
Воздействия на фундаменты. Фундаменты работают в сложных условиях, подвергаясь силовым и несиловым воздействиям различного характера (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Схема воздействий на фундаменты
Силовые воздействия – нагрузки от веса здания и грунта, силы пучения, сейсмические удары, упругая реакция грунта, вибрации – вызывают сжимающие, сдвигающие и изгибающие напряжения, результатом которых могут быть недопустимые деформации фундаментов и их разрушения.
Несиловые воздействия – переменные температура и влажность грунта и воздуха, избыточное увлажнение, воздействие агрессивных химических веществ и биологических факторов – могут привести к нежелательным разрушительным процессам в фундаментах.
Требования к фундаментам. Учет силовых и несиловых воздействий на фундаменты обуславливает основные эксплуатационные требования к ним:
— устойчивость на опрокидывание и скольжение;
— стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессивности среды.
Кроме этого фундаменты должны удовлетворять требованиям технологичности устройства и экономическим требованиям минимума затрат средств, труда и времени на их возведение, что достигается индустриальными методами строительства.
Классификация фундаментов
По конструктивному типу и форме различают фундаменты (рис. 6.2):
— ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн;
— столбчатые, в виде отдельных опор под колоннами каркасных зданий, а также под стенами малоэтажных бесподвальных зданий;
— сплошные (плитные), представляющие собой монолитные плиты под всей площадью здания или его частью;
— свайные, в виде погруженных в грунт (устроенных в грунте) стержней – свай.
| Ленточные | Сплошные |
 |  |
| Столбчатые | Свайные |
 |
Рис. 6.2. Основные типы фундаментов
По материалу фундаменты могут быть: из природного камня, бутобетона, грунтобетона, бетона и железобетона.
По заглублению в грунт различают фундаменты: мелкого (до 5 м) и глубокого (более 5 м) заложения. Большинство зданий проектируется и строится с фундаментами мелкого заложения, которые имеют следующие отличительные особенности:
— нагрузка на основание передается преимущественно через плоскую подошву, в то время как глубокие фундаменты (например, свайные) нагрузку передают также и боковой поверхностью;
— соотношение размеров – ширины и высоты – незначительно, что позволяет рассматривать их как жесткие конструкции;
— устройство фундаментов осуществляется в отрываемых открытых котлованах или в полостях, создаваемых в массиве грунта.
По способу изготовления фундаменты могут возводиться монолитными, сборно-монолитными и сборными. Применение монолитных фундаментов наиболее рационально, так как они дешевле сборных и имеют лучшие технические характеристики.
По характеру работы конструкции фундаментов могут быть жесткими, работающими только на сжатие, и гибкими, рассчитанными на восприятие изгибающих усилий. Гибкие фундаменты выполняются из железобетона, что позволяет снизить расход бетона, но одновременно увеличивается расход стали.
По характеру нагружения различают центрально нагруженные и внецентренно нагруженные фундаменты.
По способу опирания на грунт различают фундаменты: непосредственно опирающиеся на грунт (на естественном основании); фундаменты трения – висячие сваи (на искусственном основании).
Источник