Конструктивное решение ленточных монолитных фундаментов

Конструктивные решения ленточных фундаментов, область их применения.

Ленточные фундаменты под стены устраивают либо монолитными, либо из сборных блоков. Монолитные ленточные фундаменты изготовляют из природного камня, бетона или железобетона.

Монолитные ленточные фундаменты из природного камня и бетона проектируются как жёсткие. Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жёсткости α , т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения (рис.1). Угол жёсткости в зависимости от материала, марки раствора или класса бетона составляет порядка 30°. 40°.

Монолитные железобетонные ленточные фундаменты выполняются в виде нижней армированной плиты и неармированной или малоармированной фундаментной стены (рис. 2,а).

Сборный ленточный фундамент состоит из ленты, собираемой из железобетонных плит, армированных по расчёту, и стены, собираемой из сборных блоков (рис.2,б). Железобетонные фундаментные плиты подушки и бетонные стеновые блоки унифицированы. Важным этапом конструирования сборного фундамента является проверка допускаемого вылета консоли.

При строительстве на прочных грунтах при уровне подземных вод ниже подошвы фундамента возможно применение прерывистых ленточных фундаментов, которые страивают из фундаментных железобетонных плит, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (рис.2,в). Ленточные прерывистые фундаменты особенно целесообразны в тех случаях, когда полученная в расчётах ширина фундамента оказывается меньше ширины стандартных плит.

Фундаментные стеновые блоки изготовляют из тяжёлого бетона, керамзитобетона или плотного силикатного бетона. Ширина блоков принимается равной (или меньше) толщине надземных стен, но не менее 30 см. Надземные стены не должны выступать над фундаментами более чем на 15 см. Блоки укладывают на цементном растворе с перевязкой швов стеновых блоков и плит.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно загруженную вышележащими 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 порсадочные или слабые грунты с прослойками. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.

Сборные фундаменты в зависимости от строительной системы здания монтируют из различных конструктивных элементов. Ленточные сборные фундаменты устраивают из железобетонных плит — подушек и бетонных цокольных (наружных и внутренних) панелей.

-Ленточный фундамент используют при строительстве домов с тяжёлыми стенами (бетонными, каменными, кирпичными) или с тяжёлыми перекрытиями. Ленточные фундаменты закладывают под все наружные и капитальные внутренние стены, при этом форма поперечного сечения одинакова по всему периметру фундамента

Технология строительства ленточных фундаментов проста, но для них характерна массивность, значительный расход материалов и высокая трудоёмкость, но в то же время максимальная надёжность. Минимальная толщина ленточного фундамента зависит от используемого материала. Так, например, минимальные рекомендуемые размеры для железобетона — 100 мм, бетона — 250 мм, кладки из кирпича — 500 мм. Ширина ленточного фундамента под несущими стенами дома определяется допустимой нагрузкой на грунт.

Для ускорения строительства ленточного фундамента очень часто используют фундаментные блоки. После того как ленточный фундамент выведен выше нулевой отметки (уровня земли), он выравнивается цементным раствором, и сверху укладывается гидроизоляция из двух слоёв рубероида на битумной мастике. Верхняя часть ленточного фундамента обычно служит цоколем. Чтобы предохранить ленточный фундамент от поверхностных вод и дождя, сразу после завершения его возведения устраивают отмостку, ширина, которой зависит от используемых материалов.

Монолитные бутовые фундаменты не отвечают требованиям современного индустриального строительства, а для их устройства трудно механизировать работы. Бутовые и бутобетонные фундаменты весьма трудоёмкие при возведении, поэтому их применяют в основном в районах, где бутовый камень является местным материалом. Более эффективными являются бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления, которые в настоящее время имеют наибольшее распространение. При их устройстве трудовые затраты на строительство уменьшаются вдвое. Их можно возводить и в зимних условиях без устройства обогрева.

Источник

Конструктивные решения фундаментов.

Конструирование фундаментов.

Фундаментом называется подземная часть здания, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая эти на­грузки на основание (грунт). Материалоемкость фунда­мента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10. 30%.

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, ее уширение — подуш­кой.

Конструкции фундаментов проектиру­ют с учетом характера несущего остова зда­ний и сооружений и степени чувствительности их к возможным осадкам, характера геологи­ческих и гидрогеологических условий участка, условий района строительства, наличия мест­ных строительных материалов и средств ме­ханизации, мощности материально-технической базы.

Грунты, в которых присутствует значи­тельное количество глины (супеси, су­глинки и глины), называют вспучиваю­щимися при замерзании (пучинистыми). Остальные грунты (пески, гравелистые и др.) со­ставляют группу невспучивающихся при замерзании (непучинистых).

Конструктивные решения фундаментов.

По виду конструкции различают ленточ­ные, столбчатые, сплошные и свайные фундаменты. В за­висимости от технологии возведения фунда­менты бывают сборные и монолитные.

Основные конструктивные схе­мы фундаментов для малоэтажных жилых зданий:

а — ленточный фундамент;

в — фун­дамент в виде сплошной железобетонной плиты;

г — фундамент на коротких сваях;

д — ленточный фун­дамент на песчаной подушке;

1 — стена; 2 — лента фундамента; 3 — столб; 4 — фундаментная балка; 5 — монолитная железобетонная плита; 6 — ростверк; 7 — свая; 8 — песчаная подушка.

Изготовляют такие фундаменты из местных строительных материалов (ес­тественный камень, бутобетон, красный кирпич и др.), а также использу­ют монолитный бетон или сборные бе­тонные и железобетонные блоки.

Если в проекте дома предусматривается наличие подвала, большого приямка или цокольного этажа, то фундамент должен быть ленточной конструкции, чтобы успешно выполнять функции стены подвала. Состояние грунта мо­жет оказать влияние на выбор вариан­та архитектурного решения подземной части дома. Например, если дом ста­вят на грунты с высоким уровнем стоя­ния грунтовых вод, то толщина стенок ленточного фундамента увеличивается за счет дополнительных элементов гидроизоляции, что приводит к некото­рому уменьшению площади помещений подземной части. Кроме того, может возникнуть угроза поднятия («всплы­тия») подвальной части вместе с до­мом или части дома с приямком под действием напора грунтовых вод. В этом случае обычно приходится отка­зываться от проектирования подзем­ных помещений или проектировать до­рогостоящую конструкцию фундамента с якорями в грунте или пригрузом по­ла подземных помещений. Практика эксплуатации малоэтажных жилых зданий с фундаментами глубокого за­ложения показала, что вспучивающие­ся при замерзании грунты постепенно выталкивают такие фундаменты из земли. Чтобы нейтрализовать неже­лательный эффект вспучивания при замерзании грунта, проекти­руют дома без подвалов на фунда­ментах мелкого заложения с основани­ем в виде песчаной подушки. При устройстве песчаной подушки грунт вынимают на глубину ниже промерза­ния не менее 0,2 м и засыпают выемку крупнозернистым песком с проливкой водой и с уплотнением послойно. За­сыпку ведут до отметки — 0,5 м от уровня планировки участка. На полу­ченное таким способом искусственное основание устанавливают фундаменты мелкого заложения. Когда под домом располагается грунт очень разнородный по степени вспучивания при замерзании, то прихо­дится проектировать фундамент в виде сплошной плиты из монолитного желе­зобетона и на песчаной подушке. В не­которых случаях оказываются эффек­тивными свайные фундаменты, глуби­ну заложения которых принимают зна­чительно ниже глубины промерзания грунта, где силы бокового трения неза­мерзающего слоя превышают силу тре­ния от вспучиваемого слоя. Реже на таких грунтах ставят столбчатые фун­даменты из монолитного железобетона с уширением подошвы, так как изго­товление их требует больших трудо­затрат.

2.1.1 Ленточные фундаменты в виде сплошных стенок устанавливают по всему контуру стен. Размер подошвы фундамента определяют расчетом в за­висимости от массы надземной части, материала фундамента и несущей спо­собности грунта. Толщину его стенки определяют расчетом на прочность и в зависимости от технологических осо­бенностей материала. Для изготовления ленточных фун­даментов используют любые строи­тельные материалы, кроме дерева.

а — на песчаной подушке; б — бутобетонный фундамент; в, г — бутовый фундамент; д — то же, с кирпичной облицовкой; е — бетонный фундамент дома с подвалом; ж — из сборных сплошных бетонных блоков;

1 — бетонная подготовка; 2 — фундаментная стена (цоколь); 3 — фун­даментный стеновой блок; 4 — гидроизоляция; 5 — стена надзем­ной части здания; 6 — бутобетон; 7 — бутовая кладка; 8 — уровень пола первого этажа (±0,00); 9 — кирпичная облицовка: 10 — пол подвала; 11 — песчаная подушка; 12 — надподвальное перекрытие; 15 — отмостка.

Чаще всего такие фундаменты устраивают под зданиями с каменными стенами (крупно­блочными, кирпичными и др.). Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на осно­вание очень важна, когда на строительной пло­щадке есть неоднородные по сжимаемости грунты, просадочные или слабые грунты с про­слойками.

Ленточные и прерывистые фундаменты:

а — ленточный сборный при отсутствии подвала;

б — прерывистый сборный;

в — ленточный из бутового камня;

г — ленточный при наличии подвала и высоком уровне фунтовых вод

Монолитные ленточные фунда­менты выполняют из бута, бутобетона, бе­тона, железобетона, крупнопористого бетона и грунтобетона.

На скальных грунтах чаще используют бутобетонные фундаменты. Их выполняют из тяжелого бетона марки 75 и выше с введением в бетон по мере возведения фундаментов бутового камня («изюма») до 30—40% объема. Этот мате­риал лучше заполняет неровности по­верхности скального основания. Стенку из бутобетона делают толщиной не ме­нее 0,35 м в зависимости от размера камней заполнения. Бутобетонные фундаменты устраивают по щебеночной под­готовке толщиной 50—100 мм, втрамбованной в грунт.

Ленты фундаментов из бутового камня отли­чаются меньшим расходом цемента, но имеют большую трудоемкость и мате­риалоемкость. Из-за размера камней по стандарту минимальную ширину лент принимают не менее 0,5 м, при применении постелистого бута — плитняка толщина стенки может быть умень­шена до 0,3 м. Для бутовых фундаментов применяют тяже­лые природные камни, обычно из известняка или песчаника марки не ниже 200.

Верхний обрез бутобе­тонных и бутовых фундаментов ввиду неточ­ности плоскости обреза следует увеличить на 80—100 мм.

Для передачи нагрузки на большую пло­щадь основания применяют уширение к по­дошве, которое в бутовых и бутобетонных мо­нолитных фундаментах производится уступа­ми. Высота уступа принимается не менее 300 мм для бутобетонных массивов, а для бу­товых — два ряда кладки, или 350—600 мм. Отношение высоты уступа к его ширине при­нимают из условия исключения растягивающих напряжений в нижней части фундамента в пределах 1,25—1,75, в зависимости от давления на грунт и марки бетона или раствора. При небольших нагрузках на основание и при хороших грунтах ширину фундаментов книзу можно не увеличивать.

.Монолитные ленточные железо­бетонные фундаменты применяют в тех случаях, когда требуется значительное развитие ширины подошвы ленты при мини­мальной ее высоте. Такое решение фундамен­тов встречается редко. Оно может быть при­менено при слабых грунтах и при высоком уровне грунтовых вод, когда заглубление фундаментов экономически нецелесообразно.

Сборные ленточные фундаменты под стены сооружают из фундаментных блоков-подушек и из фундаментных стеновых бло­ков. Для малоэтажных зданий фундаменты выполняются из фундаментных стеновых бло­ков, образующих соответственно подошву и стену фундамента. Блоки изготовляют сплошными из легкого бетона или пустотелыми из тяжелого бетона (высотой 0,6 м, длиной до 2,4 м и шириной 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 м). Фундаментные стеновые блоки часто выполняют из более прочных ма­териалов, чем надземные стены здания, по­этому фундаментные стены могут быть тонь­ше стен здания. Свес стен здания должен быть при этом не более 130 мм. Фундаментные блоки укладывают на вы­ровненную поверхность основания при песча­ных грунтах или на слой утрамбованного пес­ка толщиной около 100 мм при прочих грун­тах. Под пустотелые подушки следует делать бетонную подготовку.

Столбчатые фундаменты.

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки на основание на­столько малы, что давление на грунт от фун­дамента здания меньше нормативного давле­ния на грунт или когда слой грунта, служа­щий основанием, залегает на значительной глубине (3—5 м) и применение ленточных фундаментов экономически нецелесообразно.

Для малоэтажных домов применение столбчатых фундаментов целесообразно при глубине залегания грунта основания более 2—3 м. Такие фундаменты эко­номичнее ленточных.

Столбчатый фунда­мент бутовый:

a — план фундамента; б — сечение по цоколю;

1 — бутовый столб; 2 — зазор 50 мм; 3 — отмостка;4 — гидроизоляция; 5 — рядовая перемычка; 6 — горбыль.

Состоят столбчатые фунда­менты из столбов и фундаментных балок или перемычек. Стол­бы устанавливают под углами наружных стен, на пересечениях наружных и внутренних стен и в промежутках между ними, и под простенками с определенным шагом, который опре­деляют расчетом в зависимости от мас­сы здания и несущей способности грунта. Фун­даментные балки или перемычки устанавливают по всему контуру стен (аналогично лен­там). Они принимают на себя нагрузку от стен и передают ее на столбы.

Перемычки могут быть кирпичными с уст­ройством армированного шва под нижним ря­дом кирпича или железобетонными (монолит­ными или сборными). Перемычки обычно при­меняют при пролетах до 4 м. При больших пролетах применяют железобетонные фунда­ментные балки (сборные или монолитные), называемые иногда рандбалками. Фундаментные балки из де­рева используют только под деревян­ные стены. При пучинистых грунтах под перемычками и фунда­ментными балками оставляют свободный за­зор величиной 40—50 мм с устройством по­душки из песка или шлака толщиной 0,5— 0,6 м. Столбчатый фунда­мент сборный

железобетонный под несущие стены.

Конструктивные схемы фунда­ментных балок и их пропорции в зави­симости от шага столбов.

а — фрагмент общего вида столбчатого фундамента;

б—е — фундаментные балки под каменные и дере­вянные стены; ж, и, к — фундаментные балки под деревянные стены;

1 — стена; 2 — фундаментная балка; 3 — столб; 4 — каменная стена; 5 — деревян­ная стена; 6 — сборная железобетонная фундамент­ная балка; 7 — сборные железобетонные перемыч­ки, балочные усиленные; 8 — монолитная железобе­тонная балка; .9 — рядовая армокирпичная балка, 10 — армокирпичная балка со стальными каркасами в вертикальных швах кладки; 11 — деревянная бал­ка; 12 — то же, из брусков; 13 — то же, составная из досок.

Столбы квадратного сечения в по­перечнике изготовляют из сборных бе­тонных блоков, из монолитного бетона, красного кирпича, природного камня. Размеры столбов принимают по расче­ту на прочность (материала и грун­та). Для малоэтажных жилых зданий размер подушки столбов не превы­шает 1 м, а горизонтальное сечение столба может быть равным размеру подошвы или быть меньшим. В по­следнем случае высоту подушки при­нимают не более 0,3 м. Размер сечения столбов и их шаг зависят от веса дома, материала фундамента и прочности грунта.

Каменный столбчатый фунда­мент:

2 — цоколь; 4 — гидроизоляция; 5 — стена надзем­ной части здания; 11 — песчаная подушка; 13—столбчатый фундамент; 14 — фундаментные бал­ки (перемычки); 15 — отмостка.

Под малоэтажные здания с массивными стенами обычно возводят бутобетонные столб­чатые фундаменты. Размеры сечения бутобе­тонных столбов принимаются не менее 400 мм. Минималь­ные размеры столбов из бутового камня — 60×60 см, из кирпича — 51×51 см. Столбы можно армировать по высоте через каждые 25-30 см арматурной сеткой или проволокой. Под одноэтажные каркасные здания допускается ставить угловые столбы из кирпича размером 38×38 см, а промежу­точные — 38×25 см.

План и сечения столбчатых фундаментов:

1 — железобетонный столб; 2 — утеплитель; 3 — песчано-шебеночная подсыпка; 4 — кирпичная стена; 5 — железобетонный ростверк; 6 — воздушная полость; 7 — отмостка; 8 — глина; 9 — насыпной грунт; 10 — уровень земли до начала строительства; 11 — материковый грунт; 12 — расчетный уровень промерзания грунта; 13 — уровень грунтовых вод в период промерзания грунта; 14 — песчаная подушка.

Деревянные столбчатые фундамен­ты чаще встречаются при реконструк­ции старых построек и могут быть использованы при строительстве дере­вянных домов на болотистых грунтах и на вечной мерзлоте. Проектируют их в виде тумб или столбов на лежнях и крестовинах. Тумбы ус­танавливали на песчаных сухих грун­тах, изготовляя из дуба, осины, лист­венницы и кедра диаметром не менее 0,4 м. Столбы на лежнях и крестови­нах применяли на болотистых грунтах, они более долговечны из лиственницы и кедра.

Конструктивные схемы столбчатых деревянных фундаментов:

а — на тумбах; б — на лежнях; в — на крестовинах;

1 — деревянная стена; 2 — бревно фундаментной балки; 3 — тумба; 4 — брус фундаментной балки; 5 — лежень; 6 — крестовина.

2.1.3 Фундаменты на коротких сваях оказались наиболее экономичными для строительства жилых малоэтажных зданий. Такие фундаменты исключают из процесса строительства операции по земляным работам. Короткие сваи удерживаются в грунте в основном за счет сил бокового сцепления с грунтом. В районах с вечной мерзлотой свай­ные фундаменты удобны для устрой­ства проветриваемых подполий, сохра­няющих структуру вечной мерзлоты грунта. Для домов из дерева лучшими являются деревянные сваи диаметром 0,2. 0,3 м, которые вмораживают в скважины. Дерево препятствует пере­даче теплоты от помещений к мерзло­те, предупреждая опасное подтаивание грунта у сваи. В других районах для малоэтажного строительства использу­ют короткие железобетонные забивные сваи, чаще квадратного сечения 150х150 мм, 200×200 мм, или буронабивные сваи диаметром 300, 400 мм и бо­лее. Глубину заложения коротких свай принимают не более 2,5 м.

Сваи располагают под стенами по аналогии со столбчатыми фундамента­ми, но с меньшим шагом, который оп­ределяют расчетом. По верху свай устраивают ростверк. Балки ростверка имеют много общего с фундаментными балками. Для их изготовления исполь­зуют те же материалы.

2.1.4 Сплошную плиту фундамента под малоэтажные дома проектируют толь­ко в случаях строительства зданий на грунтах с неравномерной осадкой или вспучиванием и при высоком уровне стояния грунтовых вод (в зданиях с подвалом). Плиту выполняют из монолитного тяжелого железобетона тол­щиной не менее 100 мм. Толщину пли­ты определяют расчетом в зависимости от массы здания, прочности грунтов и расстояния между стенами. Для домов без подвала плиту фундамента уста­навливают на песчаную подушку, что уменьшает неравномерность осадки грунтов. В зданиях с подвалом плита фундамента одновременно выполняет функции основания пола.

Источник