Строительные конструкции основания фундаменты

Строительный справочник | материалы — конструкции — технологии

Вы здесь

Фундаменты

Грунты и их влияние на выбор фундаментов

Основанием любого фундамента является грунт, от несущей способности которого зависит надёжность всего строения. Основание может быть естественным и искусственным. Для правильной привязки проекта к местности нужен целый ряд показателей, среди которых — тип грунта, глубина его промерзания, насыщенность почвенными водами, уровень грунтовых вод, рельеф поверхности и т.д. К естественным относятся все категории грунтов, структура которых формировалась веками под действием природных процессов. Все насыпные грунты, а также грунты, к которым применялись технологии укрепления, считаются искусственными.

Разработка котлованов под фундамент

Способы разработки грунта принимаются в зависимости от конструкции и глубины заложения фундамента. Грунты под малозаглубленные ленточные и столбчатые фундаменты могут разрабатываться вручную, а выемка грунта под заглубленные фундаменты и фундаменты с цокольным (подвальным) этажом разрабатывается механизированным способом. Учитывая то, что ширина индивидуального дома редко превышает 12—15 м, разработку котлована можно вести экскаватором, оборудованным обратной лопатой, с ёмкостью ковша 0,25—0,65 м3 на гусеничном или колесном шасси или экскаватором-погрузчиком. Схема разработки котлована экскаватором. Крутизна откосов котлованов и траншей в грунтах естественной влажности. Схема котлована с переменной глубиной заложения фундамента. Защита котлована от грунтовых вод. Засыпка пазух траншей и котлованов. Схема обратной засыпки пазух фундамента.

Основания фундаментов

Основание — часть массива грунта, на которую передается нагрузка от сооружения. Основание называется естественным, если фундамент возводится непосредственно на грунте природного сложения, и искусственным, когда несущая способность грунта увеличена различными способами. Конструкция фундамента во многом определяется характеристиками грунта, на котором он возводится. Грунт основания должен быть прочным и иметь незначительную сжимаемость и пучинистость. Однако не все грунты обладают такими свойствами. Например, торфяные грунты сильно сжимаются под нагрузкой, а некоторые грунты из группы глинистых при замачивании под нагрузкой дают дополнительные осадки (просадки) или подъем (набухают). Строительство домов на таких грунтах требует проведения различного рода мероприятий, связанных с осушением застраиваемого участка и предотвращением увлажнения основания фундаментов.

Уровень грунтовых вод

Уровень грунтовых вод (УГВ) оказывает одно из решающих влияний на выбор конструкции фундамента и глубины его заложения. При низком уровне грунтовых вод (1,5 — 2 м ниже уровня подошвы фундамента) глубина заложения фундамента выбирается в зависимости от состояния грунта. Главное, это не закладывать фундамент на насыпном грунте. Более высокий уровень грунтовых вод снижает несущую способность грунта. Поэтому в такой ситуации глубину заложения фундамента соизмеряют с глубиной промерзания грунта, которая в разных регионах нашей страны может колебаться в значительных пределах.

Расчет несущей способности оснований фундаментов

В первые годы эксплуатации любого здания грунты сжимаются под действием прикладываемых нагрузок. В результате этого фундамент опускается на определенную величину, которая называется осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной трещин, деформаций и других разрушений здания. Несущая способность основания определяется величиной нагрузки, при которой не превышается установленная нормативами осадка. Значения расчетных сопротивлений основных видов грунтов. Наибольшее допускаемое давление на основание из насыпных грунтов.

Ошибки при устройстве фундаментов

Основные ошибки, которые допускают при устройстве фундаментов под легкие строения (к ним относятся и дома в каркасном исполнении), так или иначе связаны с тем, что не учитываются действия сил морозного пучения. При этом осадки в домах облегченной конструкции, как правило, незначительны и на эксплуатационные характеристики здания не оказывают влияния. Фундаменты в слабопучинистых грунтах. Фундаменты на среднепучинистых грунтах. Фундаменты в сильнопучинистых грунтах. Воздействие на фундамент сил пучения. Деформации фундаментов сборного типа при промерзании пучинистого грунта.

Контроль планового и высотного положения фундамента

При устройстве фундамента подрядной строительной организацией качество возведенного фундамента оформляется актом, подписанным представителями строительной организации и технического надзора заказчика или самим застройщиком. К акту прилагается составленная строительной организацией исполнительная схема. Исполнительная схема составляется на основании исполнительной геодезической съемки конструкций фундамента, в процессе которой определяются фактическое плановое и высотное положение, а также вертикальность конструктивных элементов фундамента и его размеры или отклонения от проектных размеров. Отдельно должны быть представлены исполнительные чертежи подземных инженерных сетей с привязкой ввода в дом канализации, водопровода и др. Контроль положения конструкций фундамента в плане и его геометрические параметры выполняют непосредственно измерением расстояний стальной рулеткой. Контроль высотного положения опорных плоскостей (горизонтальность верхнего среза фундамента) выполняют геометрическим нивелированием. Перпендикулярность продольных и поперечных осей (стен) фундамента определяют теодолитом. Вертикальность стен (столбов) фундамента выверяют по отвесу.

Фундаменты бань

Как известно, для садовых и дачных кооперативов массовой постройки в течение десятилетий традиционно отводились бросовые земли — неудобья с крайне неблагоприятными для строительства грунтами. Они либо пучатся (глины), либо не держат строения и проваливаются (торфы), либо слишком сильно увлажняют фундамент (болота, плывуны, грунты с высоким уровнем подземных вод). И хотя дачники за долгие годы приноровились к проблеме, все равно каждый раз погружаются в мучительные раздумья о том, как сделать фундамент понадежней и подешевле. И дело зачастую вовсе не в отсутствии профессиональных навыков ведения конкретного строительства сооружений (бетонирования, кладки и т. п.), а в недостатке идеологических установок, отсутствии знаний строения и поведения грунтов на своем участке и стесненности в материальных средствах. Так что даже специалисту вовсе не зазорно, прежде чем строить, изучить, что и как получилось у соседей на сходных грунтах, тем более, что ассортимент доступных стройматериалов постоянно расширяется.

Плавающие фундаменты бань

При постройке автомобильных и железных дорог даже в крайне заболоченных местностях никто никакие глубокозаглубленные фундаменты не воздвигает. Если грунт держит человека (при давлении на грунт 0,1 кг/см²), то грунт выдержит и десятитонный автомобиль (или, к примеру, баню), если только автомобиль стоит на прочной бетонной плите площадью 10 м², равномерно распределяющей вес автомобиля на грунт так, чтобы давление на грунт составляло те же 0,1 кг/см². Если бы плиты не было, то шины автомобиля действовали бы на грунт с давлением 10- 20 кг/см². Высоковлажная глина, к примеру, такое давление не выдержит (потечет с просадкой автомобиля в грунт). Сухая же глина выдержит.

Столбчатые фундаменты бань

Принцип неподвижного глубокозаглубленного (или, как говорят, просто «заглубленного») фундамента состоит в том, что земляными работами добираются до «неподвижного» слоя грунта, расположенного ниже уровня зимнего промерзания, закрепляются на нем основанием фундамента, а затем воздвигают на нем жёсткую (непучинистую) вертикальную несущую конструкцию (стену, столб) выше уровня земли. Считается, что чем глубже слой грунта от поверхности земли, тем более он неподвижен, тем в меньшей степени он подвержен периодическим сезонным воздействиям (смещениям, увлажнениям и т. п. за счет смерзания, таяния снегов и т. п.). Тем не менее, и в глубине земли грунт может оказаться постоянно или эпизодически подвижным благодаря усадкам, плывунам, оползням и т. п. С такими особенностями земельного участка дачник знакомится с первых же лет его освоения по поведению столбов линий электропередач, заборов, колодцев, и все эти наблюдения следует учитывать при принятии решений по глубокозаземленным фундаментам. С особенностями грунта дачник знакомится также и в ходе сооружения глубокозаземленного фундамента, поскольку первым делом приходится вырывать либо котлован (под последующую засыпку песком или для создания подвала), либо траншею, шурфы, скважины. Столбы можно также забивать в грунт на заданную глубину. Такие глубоко забитые (вколоченные копром) столбы называются сваями. Это очень перспективное направление. Во всяком случае на болотистых и водянистых грунтах сваи (даже деревянные) очень хороши, надёжны и долговечны.

Несущие конструкции бань

Фундамент является опорой здания, не даёт зданию погрузиться в землю или разломиться. Цоколь же отрывает несущие конструкции (каркас) бани от влажной земли. Поэтому очень важны хорошо известные гидроизоляционные слои между подземной частью фундамента и цоколем, между цоколем и нижней обвязкой (венцом) строения. Фундамент также должен обеспечивать и строгую горизонтальность плоскости нижней обвязки. Для современных мытных бань это очень важно (точно также, как и для душей), поскольку в обязательном порядке должны сохраняться уклоны непротекающих полов мытного отделения в сторону сливного отверстия. Во всяком случае зимой перекосы полов в несколько процентов могут оказаться уже крайне неприятными. Кроме того, современные бани являются объектами в высшей степени тепловетропароизолированными, что достигается в основном материалами, механически не прочными (рулонными утеплителями и пароизолирующими пленками). При малейших перекашиваниях стен они могут порваться, и устранить аварию (и даже узнать о ней) будет практически невозможно. Поэтому наклоны всего строения бани (за счет сезонных и аварийных движений недостаточно качественного фундамента) не должны нарушать прямые углы стен и стоек.

Столбчатые фундаменты

Столбчатые фундаменты возводят в основном под дома без подвалов с легкими стенами (деревянными, щитовыми, каркасными). Закладывают их и под кирпичные стены, когда требуется глубокое заложение и ленточный фундамент неэкономичен. Столбчатые фундаменты по расходу материалов и трудозатратам в 1,5— 2 раза экономичнее ленточных. В зависимости от конструкции здания (прежде всего его массы и этажности) столбы для фундамента могут быть каменные, кирпичные, бетонные, бутобетонные, железобетонные и из других материалов. Чаще всего при устройстве столбчатых фундаментов применяют готовые сборные бетонные и железобетонные блоки. Столбчатые фундаменты обязательно устанавливают под углы дома, в местах пересечения стен, под стойками каркаса, тяжелыми и несущими простенками, балками и другими местами сосредоточенной нагрузки. Для уменьшения давления на слабые грунты столбчатые фундаменты из штучных материалов уширяют в нижней части, делая уступы высотой не менее двух рядов кладки. Целесообразность выбора столбчатых фундаментов. Преимущества столбчатых фундаментов. Конструкции столбчатых фундаментов. Столбчатые фундаменты с ростверками. Фундаменты в глубокопромерзающих пучинистых грунтах.

Сплошные плитные фундаменты

Плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглубленных, а точнее, незаглубленных фундаментов, глубина заложения которых составляет 40 — 50 см. В отличие от мелкозаглубленных ленточных и столбчатых фундаментов, они имеют жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости, позволяющее без внутренней деформации воспринимать знакопеременные нагрузки, возникающие при неравномерном перемещении грунта. Фундаменты, которые вместе с грунтом имеют сезонные перемещения, называются плавающими. Их конструкция представляет собой сплошную или решетчатую плиту, выполненную из монолитного железобетона, из сборных перекрестных железобетонных балок или из сборных плит с монолитным покрытием. Устройство плитного фундамента связано с расходом бетона, арматуры и может быть целесообразно при сооружении небольших и компактных в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, и сама плита используется в качестве пола. Для домов более высокого класса чаще устраивают фундаменты в виде ребристых плит или армированных перекрёстных лент. Схемы устройства незаглубленных монолитных и сборно-монолитных фундаментных плит. Схема утепленной монолитной фундаментной плиты с утолщенными ребрами. Схема армирования монолитной плиты.

Свайные фундаменты

Свайные фундаменты предназначаются для передачи нагрузки на нижние, большей несущей способности слои грунта. Возможно применение свайных фундаментов и в плотных грунтах в целях уменьшения объема земляных работ, расхода бетона, снижения трудоемкости и стоимости строительства. Такие фундаменты позволяют уменьшить осадки, что особенно важно для сохранения в целости конструкций дома. Наибольшее распространение в последние годы получили железобетонные сваи квадратного и круглого сечений, сплошные или пустотелые. Передача нагрузки от сооружения на грунт возможна двумя способами. Так называемые сваи-стойки проходят через слабые грунты, упираются в прочные слои и передают нагрузку на них. Если глубина залегания прочных слоев превышает разумные пределы, применяются «висячие» сваи. В этом случае нагрузка передается основанию за счет сил трения между боковой поверхностью свай и упрочненным при их забивании слоем грунта. Типы свай и способы их устройства. Минимальное заглубление нижних концов свай. Устройство фундаментного бура. Железобетонные сборные и монолитные ростверки. Примеры сопряжения головок круглых набивных свай со сборным и монолитным ростверком.

Ленточные фундаменты

К наиболее распространенным типам фундаментов можно отнести ленточные фундаменты. Они бывают из сборных бетонных и железобетонных элементов, сборно-монолитные и монолитные, а также из бутовой и бутобетонной кладки. Ленточные фундаменты обычно возводят при строительстве домов с тяжелыми стенами (бетонными, каменными, кирпичными и т.п.) и железобетонными перекрытиями, а также в случаях, когда под домом устраивают цокольный или подвальный этаж, где можно разместить котельную, сауну, душевую, туалет, бассейн, комнату отдыха, мастерскую, кладовую, подземный гараж или другие помещения. Даже в домах с фундаментами мелкого заложения, где не предусмотрено строительство подвала, возводят ленточные фундаменты. При этом застройщик выбирает из всех типов фундаментов в основном фундаменты из готовых сборных блоков. Типы ленточных фундаментов. Плюсы и минусы. Ленточные сплошные фундаменты из сборных элементов. Ленточные прерывистые сборные фундаменты. Расстояние между блоками-подушками прерывистого фундамента и величина превышения нормативного давления основания.

Ленточные прерывистые сборно-монолитные фундаменты

При устройстве ленточных сборно-монолитных фундаментов применяются те же сборные элементы, что и при возведении сборных прерывистых фундаментов. Тип бетонного блока выбирают в зависимости от толщины стены. Сборно-монолитные прерывистые фундаменты выполняют в следующей технологической последовательности. Монтаж начинают с установки маячных блок-подушек ФЛ в углах здания. После выверки их проектного положения раскладывают рядовые блоки-подушки с интервалом, которые определяют по расчету или принимают по таблице. Угловые блоки-подушки должны быть шире рядовых, так как на них будут опираться блоки двух стен. На рядовые блоки-подушки устанавливают стеновые блоки ФБС, ширина которых может быть 300, 400, 500 и 600 мм в зависимости от промежутка между блоками-подушками. Затем между рядами стеновых блоков закрепляют щиты опалубки и заполняют послойно бетоном класса не менее В12,5 (М150), уплотняя каждый слой вибратором. Для ввода в дом коммуникаций в монолитных участках предусматривают отверстия. Для этого перед бетонированием в опалубку устанавливают патрубки или изготовленный из досок короб нужного размера. Ленточный сборный фундамент на монолитной плите. Бетонные блоки для стен подвалов. Блоки ленточного фундамента. Организация труда рабочих по монтажу сборных элементов. Бутовая и бутобетонная кладка ленточного фундамента. Материалы для подземной части дома. Примерный состав бетонов и растворов.

Нагрузка на фундаменты

При устройстве фундаментов важное значение имеют не только правильный выбор глубины заложения, точность разбивочных работ, соблюдение технологических процессов устройства фундамента, но и верный выбор самой конструкции фундамента с учетом всех нагрузок от здания и способности грунта оснований выдерживать эти нагрузки без существенных деформаций. Расчеты и вариантное конструирование фундаментов с учетом применения различных материалов и способов их возведения позволят найти оптимальное техническое решение, при котором фундаменты будут более надежными и экономичными. Грамотный расчет оснований и фундаментов может выполнить только специалист, так как для этого надо уметь использовать данные инженерно-геологических изысканий, нормативы, коэффициенты, величины и другие показатели, а также методики расчета, принятые в СНиПах. При расчете основания здания первостепенное значение имеют вид и сопротивляемость грунта. Для предварительного назначения размеров фундамента используются данные нормативного давления на основания. Эти данные могут быть использованы при ширине фундаментов от 0,6 до 1,5 м и глубине заложения от 1 до 2,5 м, считая от отметки природного рельефа или от отметки планировки до отметки основания. Нормативное давление на основание. Виды оснований. Размеры компенсирующих подушек. Действие сил пучения грунта на фундаменты.

Глубина заложения фундаментов

Минимальная глубина заложения фундаментов под наружные конструкции сооружений, возводимых на всех грунтах, кроме скальных, должна быть не менее 0,5 м от поверхности планировки участка. В зданиях с подвалами приведенная глубина заложения подошвы фундаментов относительно пола должна быть не менее 0,5 м; при плотных или утрамбованных грунтах допускается не заглублять фундамент в грунт, т.е. принимать глубину заложения равной толщине подготовки под полы и пола подвала. Глубина заложения фундамента относительно пола подвала. Формула глубины заложения фундамента относительно пола подвала. Объёмная масса грунта. Глубина заложения фундамента с учетом условий возможности пучения грунтов при промерзании. Коэффициент влияния теплового режима mt на промерзание грунтов. Формула расчётной глубины промерзания.

Гидроизоляция подземных сооружений

Гидроизоляция подземных сооружений. Гидроизоляция заглубленных сооружений. Гидроизоляция подвальных помещений. Категории гидрофизической нагрузки подземных вод. Мероприятия защиты от напорных грунтовых вод. Подготовительные работы при устройстве гидроизоляции. Различные типы гидроизоляции в зависимости от гидростатического напора. Значения максимального поднятия капиллярной влаги в зависимости от вида грунта. Тип гидроизоляции в зависимости от допустимой влажности воздуха в подвальных помещениях. Тип покрытия в зависимости от степени воздействия агрессивных подземных вод. Выбор типа гидроизоляции для защиты подземных конструкций от воздействия агрессивных подземных вод к определенному виду железобетонных конструкций.

Источник