Технология возведения фундаментов промышленных зданий
Фундаменты промышленных зданий
По способу возведения фундаменты делят на монолитные и сборные.
Под колонны каркасного здания устраивают, как правило, столбчатые фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены опирают на фундаментные балки. Ленточные и сплошные фундаменты предусматривают редко, как правило, на слабых, просадочных грунтах и при больших ударных нагрузках на грунт технологического оборудования.
Унифицированные монолитные железобетонные фундаменты имеют ступенчатую форму с подколонником стаканного типа для заделки колонн (рис.2).
Рис.2. Общий вид монолитного фундамента ступенчатой формы с подколонником стаканного типа под крайнюю колонну
Сборные фундаменты экономичнее монолитных, но на них больше расходуется стали. Более легкими и экономичными по расходу стали, являются сборные фундаменты ребристой или пустотной конструкции.
При близком расположении уровня грунтовых вод (УГВ) и при слабых грунтах устраивают свайные фундаменты. Наиболее распространены железобетонные сваи круглого и квадратного сечений. По верху сваи связывают монолитным или сборным железобетонным ростверком, который служит одновременно подколонником.
Подколонник устанавливают на плиту по слою цементно-песчаного раствора. При действии на фундамент изгибающего момента соединение подколонника с плитой усиливают сваркой закладных элементов, а места сварки заделывают бетоном.
Ступени плиты всех фундаментов имеют единую унифицированную высоту 300 мм или 450 мм.
В верхней части подколонника устроен стакан для установки в него колонны. Дно стакана располагают на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны для того, чтобы компенсировать подливкой раствора неточности в размерах и заложении фундаментов.
Колонны с фундаментом соединяют различными способами. В основном с помощью бетона. Для обеспечения жесткого закрепления колонны в стакане фундамента на боковых поверхностях железобетонной колонны устраивают горизонтальные бороздки. Зазор между гранями колонны и стенками стакана поверху составляет 75 мм, а по низу стакана 50 мм (рис.2).
Обрез фундамента под железобетонные колонны располагают на отметке -0.15 м, под стальные колонны – на отметках -0.7 м или -1.0 м.
Фундаменты под смежные колонны в температурных швах делаются общими, независимо от числа колонн в узле. Для каждой сборной железобетонной колонны в этом случае устраивают отдельный стакан (рис.3).
Рис. 3. Монолитные фундаменты железобетонных
колонн в местах устройства деформационных швов
В фундаментах под стальные колонны подколонник делают сплошным (без стакана) с анкерными болтами (рис.4).
Рис. 4. Монолитные фундаменты под стальные колонны:
а) колонны постоянного сечения;
б) колонны двухветвевые (сквозного сечения)
Стены каркасных зданий опирают на фундаментные балки , укладываемые между подколонниками фундаментов на бетонные столбики необходимой высоты, бетонируемые на уступах фундаментов (рис. 2). Фундаментные балки имеют тавровое или трапецеидальное поперечное сечение (рис.5). Номинальная длина их составляет 6 и 12 м. Конструктивная длина фундаментных балок выбирается в зависимости от ширины подколонника и местоположения балок. Верхняя грань балок располагается на 30 мм ниже уровня чистого пола.
Рис. 5. Сечения фундаментных балок:
а) для шага колонн 6 м;
б) для шага колонн 12 м
Фундаментные балки устанавливают на подливку из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм. Этим раствором заполняют зазоры между торцами балок и стенками подколонников. По балкам для гидроизоляции стен укладывают 1-2 слоя рулонного водонепроницаемого материала на мастике. Во избежание деформации балок вследствие пучения грунтов снизу и с боков балок предусматривают подсыпку из шлака, песка или кирпичного щебня (рис.6).
Источник
Строй-справка.ру
Отопление, водоснабжение, канализация
Фундаменты сборных железобетонных колонн. Под сборные железобетонные колонны применяют железобетонные сборные или монолитные фундаменты типа стакана. Сборные фундаменты могут состоять из одного железобетонного блока (башмака) стаканного типа или из железобетонного блока-стакана и одной или нескольких опорных плит под ним (рис. 26).
Монолитные железобетонные фундаменты имеют симметричную ступенчатую форму с двумя или тремя прямоугольными ступенями и подколонником в котором размещен стакан для колонны (рис. 27). Дно стакана располагается на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны, с тем чтобы после распалубки фундамента путем подливки слоя цементного раствора (или бетона) компенсировать возможные неточности в размерах и заложении фундаментов.
фундаменты обычно проектируют с отметкой верха подколонника на уровне планировочной отметки земли—0,150. Фундаменты могут иметь полную высоту 12004-3000 мм с градацией 300 мм, что соответствует наибольшей глубине заложения подошвы фундамента — 3,150. В этом случае высота фундамента изменяется за счет высоты подколонника при; неизменной высоте ступеней.
При необходимости более глубокого заложения фундаментов под ними делают подушку из песка или бетона (см; рис. 27).
В зданиях с подвалами фундаменты располагают ниже пола подвала за счет увеличения высоты подколенника.
Фундаменты устраивают из бетона марок 150 и 200. Армируют фундаменты сварной сеткой с ячейками 200×200 мм, располагаемой в основании фундамента с защитным слоем 35-70 мм. Для рабочей арматуры применяют горячекатаную сталь периодического профиля класса А-П. Подкрлонники армируются аналогично соответствующим колоннам. При наличии слабых грунтов под фундаментами устраивают подготовку толщиной 100 мм из” бетона. Привязка фундаментов к разбивочным осям определяется привязкой колонны.
Фундаменты стальных колонн. Под стальные колонны, как правило, устраивают железобетонные монолитные фундаменты.
Подколонники делают сплошными (без стаканов) и снабжают анкерными болтами для закрепления башмака колонны. Верх подколонника располагают с таким расчетом, чтобы башмак стальной колонны и верхние концы анкерных болтов были, покрыты полом. С этой целью в зависимости от типа башмака отметка верха фундамента назначается — 0,4—1 м.
При необходимости заглубления фундаментов стальных колонн на 4 м и более возможно применение сборных железобетонных подколонников, изготовляемых по типу сборных железобетонных двухветвенных колонн. Такой подколонник нижним концом закрепляют в стакане фундамента, на верхнем конце он имеет анкерные болты для крепления стальной колонны. Фундамент под смежные колонны устраивают общим даже и в том случае, когда в числе смежных колонн имеются и стальные и железобетонные колонны.
Стальные колонны устанавливают на фундаментах, в которые заранее заделывают анкерные болты для крепления колонн. Проектное положение колонн в плане обеспечивается правильным расположением анкерных болтов на фундаментах, а точность установки по высоте — тщательной подготовкой опорных колонн: поверхностей фундаментов.
Опирание колонн осуществляется одним из следующих способов:
1) на поверхность фундамента, возведенного до проектной отметки подошвы колонны, без последующей подливки цементным раствором. от0т способ применяют для колонн с фрезерованными подошвами башмаков (рис. 28);
2) на заранее установленные и выверенные опорные детали (балки, рельсы и др.) с последующей подливкой цементным раствором (рис. 29). фундамент бетонируют до уровня на 250—300 мм ниже проектной отметки опорной плоскости башмака колонны. Затем устанавливают опорные детали и закладные части, бетонируют верхнюю часть фундамента до уровня на 40—50 мм ниже верха опорных деталей. Опорная (нижняя) поверхность башмака колонны при этом способе подготовки фундамента должна быть изготовлена строго перпендикулярно к оси колонны;
3) на заранее установленные, выверенные и подлитые цементным раствором стальные опорные плиты (рис. 30). Фундамент бетонируют до уровня на 50—80 мм ниже проектной отметки подошвы плиты, затем устанавливают опорные плиты, совмещая их осевые риски с рисками разбивочных осей на деталях, заделанных в фундамент. Положение каждой плиты по высоте регулируется установочными винтами с таким расчетом, чтобы верхняя плоскость плиты расположилась на
проектной отметке опорной плоскости башмака колонны. Опорные поверхности плит и колонн должны быть простроганы на заводе.
Фундаменты под стены. Под стены зданий и сооружений устраивают ленточные, столбчатые или свайные фундаменты.
Ленточные фундаменты, как правило, устраивают под несущие или самонесущие кирпичные и блочные стены. Они могут быть сборными или монолитными. Наиболее распространены сборные ленточные фундаменты. Эти фундаменты устраиваются из железобетонных и бетонных блоков или укрупненных элементов. Наиболее широкое распространение имеют блочные фундаменты. Ленточные Фундаменты устраивают из блоков двух типов: стеновых прямоугольных блоков (марки СП) и блок-подушек (марки Ф). Стеновые блоки (рис. 31, а) имеют единую номинальную высоту 600 мм, единую номи-; нальную длину 2400 мм и толщину — от 300 до 600 мм. Кроме основных стеновых блоков марки СП имеются доборные блоки марки СПД| номинальной длины 800 мм, которые используют для перевязки блоков в фундаменте.
Стеновые блоки изготовляют без арматуры — сплошными и с несквозными пустотами, открытыми книзу. Сплошные блоки имеют в обозначении дополнительную букву «С».
Блок-подушки (рис. 31, б) используют для увеличения ширины подошвы фундамента и соответственно армируют по низу сварными сетками.
Блок-подушки имеют номинальную длину 1200—2400, ширину 1000—2400 и толщину 300 и 400 мм. Блоки шириной 1000ч-1600 мм, кроме основных размеров, изготовляют доборные — половинной длины.
Стеновые блоки изготовляют из бетона марки 150, блок-подушки — из бетона марок 150—200.
Для основной рабочей арматуры блок-подушек используют горячекатаную сталь класса А-П. На рис. 32 показаны схемы ленточных фундаментов из стеновых блоков и блок-подушек.
Блок-подушки укладывают на выровненное основание или на песчаную подготовку. Фундаменты из блок-пбдушек могут быть сплошными или прерывистыми. В прерывистых фундаментах подушки укладывают с разрывом 0,2—0,9 м. Такая конструкция сокращает расход материала, уменьшает затраты труда и позволяет полнее использовать несущую способность грунтов.
При возведении зданий или сооружений на сильно сжимаемых или просадочных грунтах по фундаментным подушкам устраивают армированный шов толщиной 3—5 см, и поверх фундамента — армированный пояс толщиной 10—15 см. Это увеличивает жесткость фундамента и предупреждает появление трещин при неравномерной осадке здания.
Стеновые блоки укладывают на цементном растворе поверх фундаментных подушек. Из таких блоков сооружают стены подвала. При этом фундаменты и стены подвала состоят из нескольких рядов стеновых блоков, уложенных с перевязкой швов. Продольные и поперечные 1 стены таких фундаментов соединяют между собой посредством перевязки блоков.
Фундаменты из крупноразмерных железобетонных элементов устраивают из панелей-подушек и панелей-стенок (рис.ЗЗ).Панели-подушки (ребристые или сплошные) укладывают в виде сплошной или прерывистой ленты под стенами из крупных панелей. Поверх них устанавливают панели-стенки (сплошные, ребристые или со сквозными пустотами). Установленные панели соединяют между собой путем электросварки закладных стальных деталей в них.
Монолитные ленточные фундаменты устраивают из бетона или железобетона. Их возводят в опалубке, куда устанавливают арматуру (при железобетонных фундаментах) и укладывают бетон проектной марки.
Столбчатые фундаменты (рис. 34) под стены устраивают при прочных основаниях и небольших нагрузках на них. Под несущими стенами опоры фундаментов располагают в углах, в местах примыкания и пересечения стен, а также в промежутках на расстоянии не более чем через 3—6 м. При этом отдельно стоящие опоры связывают между собой железобетонными фундаментными балками, воспринимающими нагрузку от стен. Под фундаментными балками для предупреждения деформаций, связанных с пучением посадкой основания, устраивают шлаковую или песчаную подсыпку толщиной 0,5— 0,6 м.
Свайные фундаменты (рис. 35) устраивают при слабых грунтах, залегающих на большую глубину. В зависимости от различных признаков сваи подразделяют на разные виды. По материалу сваи бывают железобетонными, бетонными, стальными и деревянными. Железобетонные сваи в свою очередь делят на сборные и монолитные. Наиболее распространены сборные сваи. Их изготовляют двух видов: сплошные — квадратного сечения в плане и трубчатые — цилиндрические. Бетонные сваи, как правило, изготовляют монолитными, с разными диаметрами и глубиной заложения. Стальные сваи выполняют из двутавров, швеллеров, труб. Вследствие дефицитности металла и неустойчивости к коррозии стальные сваи применяют редко. Деревянные сваи изготовляют из хвойных пород леса. Для защиты от размочаливання при забивке на верхний конец свай надевают стальное кольцо (бугель), а на нижний — стальной башмак.
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на забивные и набивные. Забивные сваи выполняются сборными железобетонными, стальными или деревянными. Их погружают (забивают) в грунт специальными механизмами путем забивки, вдавливания, вибрации, ввинчивания (винтовые стальные сваи).
Набивные сваи относятся к монолитным (рис. 36). Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетонна с помощью специальных обсадных труб погружаемых в предварительно устроенные в грунте скважины. Набивные железобетонные сваи применяют при больших нагрузках на фундаменты, имеют диаметр соответственно 1000 мм и глубину залегания 30 м и более.
По характеру работы в грунте сваи делят на висячие и сваи-стойки.
Сваитстойки проходят через слабый грунт и нижними концами опираются на прочный (скальный) грунт, передавая на него всю нагрузку от здания. Висячие сваи не достигают прочного грунта, а лишь уплотняют слабый грунт. Нагрузку от здания висячие свая воспринимают главным образом на счет сил трения, возникающих между их боковой поверхностью и грунтом.
По сравнению с другими видами фундаментов сваи имеют ряд преимуществ: дают меньшие осадки, повышают уровень индустриализации, сокращают объем земляных работ, уменьшают сроки и снижают стоимость строительства.
В настоящее время в промышленном, гражданском и транспортном строительстве из соответствующих конструкций набивных свай наиболее широко (5— 10% от общего количества применяемых свай) применяют буронабивные сваи, особенно в районах залегания просадочных и насыпных грунтов.Такие сваи обычно изготовляют диаметром 500—800 мм с уширенным основанием диаметром 1200—2000 мм.
Набивные сваи изготовляют специальными станками с инвентарными обсадными трубами, которые впоследствии извлекают или оставляют в грунте. Бурение скважин для устройства буронабивных свай выполняют специальными установками УРБ-ЗАМ, УГБХ-150 и специальными станками НБО-1, СП-45, в том числе станками вращательного бурения СО-2, СО-1200 и др.
Буронабивные сваи широко применяют также и за рубежом. Во Франции и Японии их изготовляют специальными станками. В Англии бурение скважин для набивных свай выполш!ют навесным оборудованием — шнеками и роторными бурами, навешиваемыми на подъемные краны.
Детали устройствз фунтдаментов. При возведении фундаментов, особенно под стены зданий I с подвалами, требуется устройство ряда других деталей: гидроизоляции, отмостки, приямков, осадочных швов.
Гидроизоляция. Фундаменты под стены подвергаются увлажнению просачивающейся через грунт атмосферной влагой, а также грунтовой водой. Вследствие кзпиллярности влага по фундаменту поднимается вверх и вызывает отсыревание стен здания. Чтобы прегрздить доступ влаги в стены, устраивают горизонтальную и вертикальную гидроизоляции. На зданиях без подвала горизонтальную гидроизоляцию устраивзют нз одном уровне с подготовкой под полы первогр этажа, з при устройстве полов по балкам — на 50—150 мм ниже линии.
Горизонтзльную гидроизоляцию выполняют из 2-х слоев рубероидзня битумной мастике или слоя цементной! раствора составз 1:2 с уплотняющими добзвкзми (церезит, алюминат натрия! хлорное железо) толщиной 20—30 мм.
Вертикальную гидроизоляцию применяют в зданиях с подвалами в зависимости от уровня грунтовых вод. Если уровень грунтовых вод шоке пола подвала, то для изоляции покрывают наружную поверхность стены подвалз, соприкзсзющуюся с грунтом, двумя слоями горячего битумз. При этом пол подвзлз является во-донепроницземым (зсфальтовый, цементный) и предотвращает доступ грунтовой сырости снизу с внутренней стороны стены (рис. 37, а). Если же уровень грунтовых вод выше пола подвала, то кроме вертикальной гидроизоляции стен устраивают гидроизоляцию пола подвала (рис. 37, б, в). В этом случае йдроизоляция представляет собой непрерывный ковер из нескольких слоев (2—5) гидроизола, изола, стеклоткани и других гнилостойких рулонных материалов, приклеиваемых к основанию (и ДРУГ к ДРУГУ) соответствующими мастиками. Гидроизоляционный ковер располагают в толще пола на бетонной подготовке, пропускают через фундамент (стены подвала) и заводят на поверхность наружных стен на 0,5 м выше возможного (наибольшего) уровня грунтовых вод. На гидроизоляционный ковер пола укладывают слой бетона или устраивают железобетонную плиту (прижимная плита), по которой настилается чистый пол. Гидроизоляционный слой, расположенный с наружной стороны стены, защищают от возможного повреждения облицовкой из хорошо обожженного глиняного кирпича на цементном растворе. Выше облицовки наружную поверхность фундамента (стены покрывают горячим битумом.
Отмостка. В целях защиты основания фундаментов от увлажнения поверхностными водами с наружной стороны здания по всему периметру устраивают водонепроницаемую отмостку шириной 0,5—1,5 м с уклоном от здания 2—3% (рис. 38). Ее обычно выполняют из слоя асфальта толщиной 20—30 мм, уложенного по щебеночной подготовке толщиной 100—150 мм.
Приямки. При возведении фундаментов в зданиях с подвалами обычно устраивают приямки (см. рис. 38). Приямки, устраиваемые у стен подвала, служат для освещения и загрузки топлива (например, в зданиях котельных). Стенки приямков выполняют из сборного или монолитного железобетона и кирпича. Днища приямков делают бетонными с уклонами к выпускным отверстиям для стока воды и сверху закрывают стальными решетками или крышками.
Осадочные швы. В тех случаях, когда отдельные части одного и того же здания имеют разные этажность, нагрузки, сроки возведения или различный по качеству под ними грунт, может произойти неравномерная осадка здания, а следовательно, появляются трещины, которые могут привести к разрушению всего здания. Поэтому фундамент здания вместе с расположенной на нем стеной разрезают вертикальным осадочным швом, который в непрерывных фундаментах выполняют в виде поперечной вертикальной щели (рис. 39). В шов закладывают вертикально поставленные обернутые толем доски толщиной 13 мм. По окончании кладки стен подвала ближайшие к поверхности стены доски вынимают, а швы в этих местах заполняют водонепроницаемым материалом, битумом, асфальтом и др.
Особые случаи устройства фундаментов. При изменении глубины заложения фундамента по длине стен от одного уровня к другому переходят постепенно — посредством уступов. Отношение высоты уступа к его длине принимают не более 1:2, причем высота должна быть не более 0,5 м, а длина — не менее 1 м.
В сейсмических районах, учитывая устойчивость фундаментов против опрокидывания, рекомендуется их проектировать в виде систем перекрестных лент и сплошных фундаментных плит, избегая применения отдельных столбчатых фундаментов.
В районах многолетнемерзлых грунтов фундаменты чаще возводя1 по методу сохранения мерзлого состояния грунтов основания. В ЭТОР случае фундаменты состоят из отдельных столбов, связанных поверх железобетонной балкой (рандбалкой), причем подполье зимой проветривается, что гарантирует сохранение мерзлого состояния грунтов основания.
При возведении фундаментов на просадочных (лёссовидных) грунтах просадочные свойства последних устраняют защитой его от замачивания или путем его уплотнения тяжелыми трамбовками, использованием грунтовых набивных свай и химическим закреплением.
При строительстве на плывунах применяют свайные или сплошные фундаменты, причем котлован ограждают шпунтовым рядом и организуют водоотлив.
Подвалы и технические подполья. Фундамент! здания, являющиеся стенами подвального этажа, образуют помещение подвалов и технических подполий. Помещения высотой более 2,0 используемые для хозяйственных нужд, называют подвалом, а помещения меньшей высоты, предназначенные для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций, называют техническим Подпольем. Стены подвалов и технических подполий выполняют из тех же материалов, что и фундаменты. Они должны быть устойчивы против г0ризонтального давления грунта, обладать достаточной теплозащитой и гидроизоляц.ией- Для освещения помещений в наружных стенах подвалов и технических подполий устраивают окна, выходящие в световые приямки.
Источник