ФУНДАМЕНТЫ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
В многоэтажных зданиях резко возрастают нагрузки на фундаменты и соответственно на грунт основания. Поэтому кроме рассмотренных в разделе «Малоэтажные здания» ленточных и столбчатых фундаментов в многоэтажных зданиях применяют фундаменты сплошные и свайные (глубокого заложения) .
Сплошные фундаменты (рис.1).
При строительстве многоэтажных каркасных зданий на слабых грунтах во избежание неравномерной осадки отдельных столбчатых фундаментов устраивают перекрестные ленточные фундаменты. Они представляют собой систему неразрезных, монолитных железобетонных, взаимно перпендикулярных балок. Если подошва этих лент достигает значительной ширины, их объединяют в сплошную ребристую или безбалочную плиту. В многоэтажных зданиях с несущими стенами при высоте 12 этажей и более подошвы ленточных фундаментов тоже соединяются и превращаются в сплошную плиту. При сплошной плите значительно увеличивается площадь подошвы фундамента и соответственно уменьшается удельное давление на грунт. С такими фундаментами здания могут надежно стоять на слабых грунтах.
Так, при строительстве здания ЦУМа в Москве для основания здания были использованы грунты, сильно разжиженные водами р. Неглинки. Здание как бы «плавает» в таком грунте, покоясь на сплошной гигантской железобегонной плите, выполненной в виде чаши.
Рис. 1. Сплошные фундаменты:
а — из перекрестных железобетонных лент; б — сплошная ребристая плита; в — сплошная безбалочная плита
Свайные фундаменты (рис. 2).
При строительстве на слабых и сжимаемых грунтах (например, на торфяниках) для достижения естественного основания необходимо рытье глубоких котлованов под ленточные или столбчатые фундаменты, что очень дорого и трудоемко. В этом случае применяют свайные фундаменты.
Сваи используют и при прочных грунтах, если технико-экономическое сравнение выявит экономичность их применения. Свайные фундаменты состоят из свай и ростверка.
Забивная свая — это линейная сборная железобетонная конструкция квадратного, круглого или трубчатого сечения. Чаще приеняются квадратные сваи сечением 350×350 мм. Трубчатые сваи (сваи-оболочки) применяют для массивных зданий и сооружений с большими статическими и динамическими нагрузками. Диаметр их от 600 до 1200 мм. Длину свай принимают от 3 до 24 м. Сваи погружают в грунт забивкой (откуда и название свай), вдавливанием или вибрированием.
В прошлом применяли и деревянные сваи из хвойных пород. Почти все здания XVIII — XIX вв. в Ленинграде, в том числе и такое, как Исакиевский собор, покоятся на деревянных сваях.
Набивная свая — это скважина в грунте, заполняемая бетоном с послойным уплотнением вибраторами. Ее главное достоинство — возможность устройства в стесненных условиях, вблизи существующих зданий. По характеру работу сваи подразделяют на сваи-стойки, достигающие прочного грунта и опирающиеся на него, и на висячие сваи, которые прочного грунта не достигают и передают нагрузку на слабый грунт за счет бокового трения.
Рис. 2. Свайные фундаменты:
а — со сваями-стойками; 6, в — со сваями трения (висячими); г — расположение свай рядами; д — то же, кустами; 1,4 — забивные сваи; 2 — несущая конструкция здания; 3 — ростверк; 6 — набивные сваи
Нагрузка от здания на сваи передается через ростверк.
Ростверкпредставляет собой массивную монолитную или сборную железобетонную конструкцию, на которую опираются несущие конструкции здания. Под стены ростверк выполняют в виде ленточного фундамента, под колонны — в виде столбчатых фундаментов. Нижней частью ростверк охватывает и объединяет оголовки свай.
Под ленточный растверк сваи располагают в один или два ряда (парами или в шахматном порядке). Столбчатый ростверк объединяет отдельный куст из нескольких свай, иногда «куст свай» сокращается до одной сваи. Количество свай определяется расчетом. План расположения свай называют свайным полем.
Для массового строительства применяют каркасы из сборного железобетона. Фундаменты для сборных железобетонных колонн делают столбчатыми стаканного типа.
В нем предусматривают гнездо (стакан), куда вставляют колонну при монтаже, выравнивают ее в проектное положение и замоноличивают. Размеры стакана зависят от сечения и высоты колонны. Колонны делают высотой на 1, 2, а иногда и на 3 этажа. Привязку колонн к координационным осям предусматривают по центру колонн в обоих направлениях. При устройстве деформационного шва ставят парные колонны с осевой вставкой.
Рис. 8. Столбчатый фундамент стаканного типа:
1 — плита (с одним или двумя уступами); 2 — подколенник; 3 — сборная железобетонная колонна; 4 — стакан; 5 — горизонтальные бороздки на колонне для лучшего закрепления ее в стакане; 6 — бетонная подготовка; hc — глубина стакана; ft. — высота фундамента; а, в — размеры подошвы фундамента; ак, бк — размеры колонны
В нашей стране действует унифицированная типовая серия 1.020—1 для каркасных зданий из сборного железобетона. Конструктивная схема в этой серии — связевая, с обеспечением жесткости здания вертикальными элементами жесткости (железобетонные диафрагмы или стальные связи) и горизонтальными дисками перекрытий. Габариты зданий по серии 1.020—1 приведены на рис. 9.
| | | следующая лекция ==> | |
| СОВМЕЩЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ. КРОВЛИ. | | | Альтернативная Большая Пятерка |
Дата добавления: 2015-11-10 ; просмотров: 9726 ;
Источник
Столбчатые фундаменты
При небольших нагрузках на фундамент непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Каркасные здания возводят на столбчатых фундаментах. Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4—5 м), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов.
Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными, железобетонными (рис. 3.9).
В состав столбчатых фундаментов входят: плитная часть из одной или нескольких ступеней; подколонник с углублением (стаканом)для установки колонн.
По конструктивному решению столбчатые фундаменты могут быть монолитными, возводимыми на месте строительства в опалубке, и сборными, изготовленными на заводе.
Под кирпичные столбы фундаменты выполняют из железобетонных плит, уложенных одна на другую, или в виде ступенчатых опор из природного камня.
Столбчатые фундаменты под несущими стенами здания устанавливают в углах, в местах примыкания и пересечения стен, а на протяженных участках — через 3—6 м.
Поверх опор столбчатых фундаментов укладывают железобетонные балки, передающие нагрузку от стен на фундаменты. Сборные фундаменты устанавливают на песчаную подушку толщиной 
100—150 мм. Для предохранения фундаментных балок от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки (при осадке здания) под ними выполняют песчаную подсыпку толщиной 0,5—0,6 м. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку устраивают из шлака или керамзита.
Сплошной фундамент в виде монолитной железобетонной плиты устраивают под всей площадью здания (рис. 3.10). Такие фундаменты возводятся в случае, если нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт слабый. Сплошные фундаменты обеспечивают равномерную осадку здания и защищают подвальные помещения от подпора грунтовых вод. Фундаменты проектируют в виде плоской или ребристой плиты с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Ориентировочно толщину фундаментной плиты ребристой конструкции назначают 1/8—1/10 пролета несущих конструкций, а для сплошных — 1/6— 1/8 пролета.
 |
Рис. 3.10. Сплошные фундаменты:
а — из перекрестных железобетонных лент; б — сплошная плита
с ребрами; в — безбалочная фундаментная плита;
1 — колонна; 2 — железобетонная лента; 3 — железобетонная плита;
4 — бетонная подготовка
 |
| Рис. 3.11. Виды свайных фундаментов: а — сваи-стойки; б, в — висячие сваи; 1 — свая забивная; 2 — ростверк; 3 — свая набивная |
Свайные фундаменты используют при строительстве на слабых, неравномерно сжимаемых грунтах, а также в тех случаях, когда достижение естественного основания из-за большой глубины его заложения экономически или технически нецелесообразно. Конструкции свайных фундаментов классифицируют: по характеру работы
на сваи-стойки, передающие нагрузку от здания на нижележащий массив плотных грунтов, и висячие сваи, недостигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом;
по роду материала — железобетонные, бетонные, деревянные, стальные;
по конструктивным решениям — забивные, изготовляемые на предприятиях строй индустрии или на строительной площадке, погружаемые в грунт с помощью механизмов (рис. 3.11, а, б); набивные, выполняемые на месте строительства путем бурения скважин и последующего заполнения их бетоном (рис. 3.11, в); по глубине заложения — короткие сваи (3—6 м) и длинные (более 6 м).
В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов. Ряды свай образуют свайную полосу, а группа свай — свайный куст.
Сваи объединяют поверху железобетонным ростверком, который может быть монолитным или сборным. Оголовки свай заделывают в толщу ростверка (рис. 3.12).
Наружные стены полносборных зданий при безростверковых фундаментах опирают на оголовки свай. Внутренние поперечные стены в подземной части здания заменены сваями с надетыми на них сборными оголовками типа «колокол». Ствол сваи заделывают в отверстие оголовка на глубину не менее 100 мм. По выровненной плоскости с оголовком укладывают плиты подвального перекрытия.
Выбор того или иного типа фундамента определяется на основании технико-экономического сравнения. В табл. 3.1 приведены технико-экономические показатели фундаментов различных типов.
Технико-экономические показатели фундаментов 9-этажных домов (в расчете на 1 м жилой площади)
| Тип фундамента | Затраты труда, чел.-дн. | Расход бетона, м 3 | Расход цемента, кг | Расход стали, кг |
| Ленточный | 0,125 | 0,078 | 2,7 | |
| Свайный | 0,12 | 0,054 | 3,1 | |
| Безростверковый свайный | 0,108 | 0,045 | 16,8 | 2,6 |
Подвалы. Технические подполья
Помещение высотой более двух метров, предназначенное для хозяйственных нужд, называется подвалом, при меньшей высоте — техническим подпольем. В подвалах размещают различные подсобные службы, обеспечивающие нормальную эксплуатацию здания; в технических подпольях — инженерное оборудование, прокладываемые коммуникации. Стены подвалов и подполий должны иметь необходимую теплоизоляцию, надежную гидроизоляцию и быть устойчивыми при восприятии нагрузок от горизонтального давления грунта. Для освещения и проветривания подвалов в их наружных стенах устраивают окна, располагаемые ниже уровня земли, а перед окнами — колодцы, называемые приямками. Стенки приямков выполняют из П-образных железобетонных элементов или из кирпича.
Рис. 3.12. Свайные фундаменты:
а — однорядное расположение свай; б — шахматное; в — двухрядное для зданий с каменными стенами;
г — куст свай под колонну; д — свайные ростверки; 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
 |
 |
 |
Рис. 3.13. Горизонтальная гидроизоляция стены бесподвальных зданий:
1 — фундамент; 2 — пол первого этажа; 3 — стена;
4 — рубероид на мастике; 5 — цементная стяжка
Сверху их ограждают стальной решеткой. Дно в приямке устраивают с уклоном от стен здания. Входы в подвальные этажи могут быть организованы внутри здания в месте расположения лестничной клетки или в виде открытых наружу одномаршевых лестниц, располагаемых в приямках. Эти лестницы примыкают к наружной стене и ограждены подпорной стенкой.
Защита подземной части здания
от грунтовой сырости и грунтовых вод
Стены и пол подвала, соприкасающиеся с грунтом, защищают гидроизоляцией.
В бесподвальных зданиях (рис. 3.13) в цоколе стен устраивают горизонтальную гидроизоляцию. Ее выполняют из цементного раствора (состава 1:2) толщиной 20—30 мм или в виде двухслойного рулонного ковра из рубероида, наклеенного на выровненное основание битумной мастикой. Горизонтальную гидроизоляцию укладывают сплошной полосой в наружных и внутренних стенах, чтобы не допускать капиллярного подъема влаги в вышележащие участки конструкции.
В зданиях с подвалами устраивают горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию. При залегании грунтовых вод ниже подошвы фундамента первый слой горизонтальной гидроизоляции располагается в уровне пола подвала по верху фундаментных плит из слоя цементного раствора состава 1 : 2. Второй слой горизонтальной (рулонной) гидроизоляции размещают в цоколе наружных стен (на 150—200 мм выше отмостки), а во внутренних стенах гидроизоляцию располагают на 100—200 мм ниже уровня пола. Вертикальная гидроизоляция стен подвала осуществляется окраской поверхностей, соприкасающихся с грунтом, битумной мастикой (рис. 3.14).
При высоком уровне грунтовых вод (0,2—0,8 м) устраивают оклеенную гидроизоляцию (рис. 3.15).
Нижний слой горизонтальной гидроизоляции укладывают в толще пола подвала. Трех-четырехслойный ковер из гидростеклоизола или других гидроизоляционных материалов пропускают через стены, наклеивая на наружную поверхность подвала. В местах примыкания к стенам в ковре устраивают складку, предупреждающую повреждения гидроизоляции при осадке здания. Вертикальную гидроизоляцию на наружной поверхности стен подвала поднимают на 500 мм выше уровня грунтовых вод, защищая снаружи кирпичной стенкой и слоем жирной глины. Верхний слой горизонтальной гидроизоляции (ниже пола первого этажа) устраивают в наружных и внутренних стенах здания.
Рис. 3.14. Окрасочная гидроизоляция:
1 _ фундамент; 2 — слой окрасочной гидроизоляции;
3 — перекрытие над подвалом; 4 — пол подвала
 |
 |
 |
 |
Рис. 3.15.Оклеенная гидроизоляция:
1 — фундамент; 2 — ковер оклеенной гидроизоляции на наружной поверхности
подвальной стены; 3 — защитная стенка из кирпича; 4 — слой глины;
5 — ковер оклеенной гидроизоляции пола подвала;
6 — складка ковра гидроизоляции
При наличии агрессивных вод фундаменты выполняют из бетона на пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе.
Сейчас в качестве гидроизоляционного материала широко используют полимерные пленки (полиэтиленовые, поливинилхлорид-ные), которые склеивают клеем 88-Н, а стыки полотнищ сваривают. Для защиты пленки от механических повреждений поверх нее укладывают пергамин или битумизированную бумагу.
Для отвода атмосферных осадков от стен и фундаментов, а также для защиты грунтов основания от увлажнения по всему периметру устраивают водонепроницаемую отмостку шириной не менее 0,5 м с уклоном от здания 3%. Она выполняется из слоя асфальта или асфальтобетона толщиной 20—25 мм, уложенного на уплотненную щебеночную подготовку тол щи ной 100—150 мм. Налессовых грунтах отмостка выполняется шириной не менее 1,5 м.
Стены и отдельные опоры
Стеныявляются важнейшими конструктивными элементами зданий.
Стены должны удовлетворять следующим требованиям: быть прочными и устойчивыми; соответствовать степени огнестойкости здания, иметь группу возгорания и предел огнестойкости не ниже нормативных; обеспечивать поддержание необходимого темпера-турно-влажностного режима в помещениях; обладать достаточными звукоизолирующими свойствами; быть экономичными, т.е. иметь минимальные расход материала, массу единицы площади, наименьшие трудозатраты и расход средств; отвечать архитектурно-художественному решению.
Стены классифицируют последующим признакам: по местоположению: наружные и внутренние; по характеру работы: несущие, воспринимающие нагрузку от опирающихся на них конструкций покрытия или перекрытия; самонесущие, воспринимающие нагрузки от вышерасположенных стен; навесные, выполняющие только ограждающие функции; по конструкции и способу возведения стены делят на четыре группы: из мелкоштучных элементов (кирпич), из крупных камней (блоков), монолитные, крупнопанельные; по роду применяемых материалов: каменные, деревянные, из синтетических материалов.
Кладка из кирпича
Кладкой называют конструкцию, выполненную из отдельных камней (естественных или искусственных), швы между которыми заполняются строительным раствором (известково-цементным, це-ментно-глиняным или цементным). Прочность кладки зависит от прочности камня и раствора, от системы перевязки вертикальных швов между камнями, а также от воздействия влаги, температур, ветра, коррозии.
Для правильной работы конструкции, размещения в ней камней должны отвечать трем правилам разрезки: камни в стене должны располагаться горизонтальными рядами, т.е. перпендикулярно основным действующим усилиям; камни в ряду должны отделяться вертикальными швами — продольными и поперечными; вертикальные швы в смежных рядах не должны совпадать, такое несовпадение называется перевязкой швов. Перевязка обеспечивает совместную работу камней в стене и равномерное распределение нагрузки.
Кирпичные стены выполняют из керамического и силикатного кирпича. Стандартный кирпич имеет размеры 120 х 65 х 250 мм. Применяют также полуторный кирпич, имеющий высоту 88 мм (рис. 3.16).
Боковую поверхность кирпича, имеющую размер 120 х 65 мм или 120 х 88 мм, называют тычком. Ряд кирпичей, уложенный этими поверхностями, называют тычковым. Поверхность кирпича, имеющую размеры 65 х 250 мм, называют ложком. Ряд кирпичей, уложенный этими поверхностями, называют ложковым. Поверхность кирпича, имеющую размеры 250 х 120 мм, называют постелью.
Толщина кладки определяется теплотехническим расчетом. Кладки стен бывают сплошные и облегченные. Сплошная кладка стен полностью состоит из однородного материала. Стены из сплошной кладки тяжелы, трудоемки и обладают низкими теплотехническими качествами.
Рис. 3.16.Расположение кирпичей в кирпичной стене:
а — стандартный кирпич; б — ложковый ряд; в — тычковый ряд;
1 — тычок, 2 — постель; 3 — ложок
Недостатком сплошной кладки из глиняного или силикатного полнотелого кирпича является ее значительная теплопроводность. Однако по условиям прочности толщина стены может быть значительно меньше. Поэтому сплошная кладка наружных стен из полнотелого кирпича экономически целесообразна только при условии полного использования ее прочности, т.е. в нижних этажах многоэтажных зданий. В малоэтажных зданиях, а также на верхних этажах многоэтажных зданий следует применять для кладки наружных стен пустотелый или легкий (пористый) кирпич или использовать облегченную кладку. Исключение составляют стены влажных помещений (бань, прачечных), которые, как правило, выкладываются из полнотелого глиняного кирпича с защитным пароизоляционным слоем внутри. При сплошной кладке стремятся использовать более эффективные виды камней: пористые и пустотелые кирпичи, пустотелые бетонные блоки. Применение эффективных видов кирпича и мелких блоков позволяет уменьшить толщину стен.
Толщина кладки всегда кратна четному или нечетному числу половинок кирпича. Кирпичные стены могут иметь толщину 120, 250, 380, 510, 640, 770 мм и более, что соответствует 1/2, 1, 1 /2, 2, 2 1/2 кирпича и более. Горизонтальные швы выполняют толщиной 10—12 мм при высоте кирпича 65 мм; каждые 4 ряда составляют 300 мм, а при высоте 88 мм ряд кладки составляет 100 мм.
Ряды, выходящие на фасадную поверхность кладки, называют лицевой (наружной) верстой, а обращенные на внутреннею сторону — внутренней верстой. Ряды кладки между наружной и внутренней верстами называют забуткой.
Определенный порядок укладки камней в кладке называют системой перевязки (рис. 3.17). При цепной кладке тычковые ряды
 |  |
 | |
 | |
 | |
 | |
 |
Рис. 3.17. Система перевязки кирпичной кладки:
а — цепная (однорядная); б — многорядная;
1 — кирпич тычкового ряда; 2 — кирпич ложкового ряда
чередуются ложковыми. При многорядной кладке несколько ложко-вых рядов перекрываются одним тычковым. При кладке из кирпича Л = 65 мм каждые 5 ложковых рядов перекрываются тычковым, при А = 88 мм 4 или 3 ложковых ряда перекрываются тычковым. Многорядная кладка несколько проще, чем двухрядная, поэтому производительность труда каменщиков при этой системе выше.
В здании высотой 7 этажей и более кладка стен должна вестись с установкой стальных анкерных связей в уровне перекрытий каждого этажа. Связи ставятся в углах наружных стен и в местах примыкания внутренних стен к наружным. Связи должны входить в каждую из примыкающих стен не менее чем на 1 м (считая от внутреннего угла) и заканчиваться крюками.
Если стена в последующем не будет оштукатуриваться, то вертикальные и горизонтальные швы между кирпичами должны быть полностью заполнены раствором для уменьшения воздухопроницаемости стен, производят расшивку швов, т.е. шов уплотняют и придают его внешней поверхности определенную форму. Обрабатывают поверхность шва специальным инструментом — расшивкой, который придает шву форму валика, желобка и т.п. Фасадные поверхности стен из полнотелого и пустотелого кирпича, как правило, возводятся без штукатурки, но с тщательной расшивкой швов.
Если поверхность стены будет оштукатурена, то кладку ведут впустошовку, оставляя лицевые швы незаполненными на глубину 10—15 мм для обеспечения хорошей связи штукатурного слоя со стеной.
Стены из легкого кирпича (пористого, пористо-дырчатого) ввиду их влагоемкости надлежит облицовывать полнотелым кирпичом или оштукатуривать.
Источник