Сплошной фундамент чертеж. Сплошные плитные фундаменты. Технология укладывания сплошного плитного фундамента
Фундаменты являются опорной частью здания и предназначены для передачи нагрузки от вышерасположенных конструкций на основание.
Фундаменты здания должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать достаточной прочностью и устойчивостью на Опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы, сопротивляться влиянию атмосферных факторов (морозостойкость), а также влиянию грунтовых и агрессивных вод, соответствовать по долговечности сроку службы здания, быть экономичными и индустриальными в изготовлении.
Разбив место под фундамент здания, приступают к выемке грунта. Возведение фундамента рекомендуется проводить сразу после выемки грунта. Высыхая, земля в траншее осыпается и приходится затрачивать много времени на ее удаление.
По конструкции фундаменты бывают: сплошные, ленточные, столбчатые и свайные.
Сплошные фундаменты
Представляют собой сплошную безблочную или ребристую железобетонную плиту "под всей площадью здания. Сплошные фундаменты устраивают в случаях когда нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт основания слабый. Эта конструкция особенно целесообразна, когда необходимо защитить подвал от проникновения грунтовых вод при высоком их уровне, если пол подвала подвергается снизу большому гидростатическому давлению.
Рис. 1 Сплошной безбалочный фундамент:
1 - железобетонная фундаментная плита
Устраивают под стены здания или под ряд отдельных опор. В первом случае фундаменты имеют вид непрерывных подземных стен (рис. 3 а), во втором - железобетонных перекрестных балок (рис. 3 б).
По своему очертанию в профиле ленточный фундамент под.каменную стену представляет собой в простейшем случае прямоугольник (рис. 4д). Прямоугольное сечение фундамента по высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта.
В большинстве случаев для передачи на основание давления, не превышающего нормативного давления на грунт, приходится расширять подошву фундамента. Теоретической формой сечения фундамента с расширенной подошвой является трапеция (рис. 46). Расширение подошвы не должно быть слишком большим во избежание появления растягивающих и скалывающих напряжений в выступающих частях фундамента и появления в них трещин.
Рис. 3. Конструкции фундаментов:
А - фундамент в виде непрерывных подземных стен: 1 -ленточный фундамент; 2-стена; б-в виде перекрестных железобетонных балок: I - ленточный фундамент под колонны; 2 - железобетонная колонна
На основе опыта установлены углы наклона теоретической боковой грани фундамента к вертикали, по которой не возникает опасных растягивающих и скалывающих напряжений. Предельный угол, называемый условно углом распределения давления в материале фундамента, составляет для бетона 45°, кладки на цементном растворе состава 1:4 - 33° 30", для бутовой кладкцна сложном растворе состава 1:1:9 - 26° 30?.
В зданиях с подвалами сечение фундамента в пределах подвала устраивают прямоугольной формы с расширением ниже пола подвала, называемом подушкой (рис. 5 а). Часто фундаменты делают ступенчатого сечения (рис. 5 б).
Глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам можно принять для данного здания за естественное основание. При определении заложения фундамента необходимо учитывать глубину промерзания грунта. Закладывать фундаменты рекомендуется ниже глубины промерзания. Если основание состоит из влажного мелкозернистого грунта (пылеватого или мелкого песка, супеси, суглинка, глины), то подошву фундамента располагают не выше уровня промерзания грунта.
Уровень промерзания грунта принимают на глубине» где зимой наблюдается температура 0° С, за исключением глинистых и суглинистых грунтов, для которых уровень промерзания принимается на меньшей глубине, где возникает температура около -1° С.
Нормативная глубина промерзания суглинистых и глинистых грунтов указана в СНиПе 2.02.01-83 на схематической карте, в которой нанесены линии одинаковых нормативных глубин промерзания, выраженных в сантиметрах. Нормативную глубину промерзания пылеватых и мелких песков, супесей, пылеватых глин и суглинков принимают также по карте, но с коэффициентом 1,2.
Рис 4. :
а -- прямоугольный; б - трапецеидальный: 1 - обрез
Рис 5. Ленточные фундаменты:
А - прямоугольный с подушкой; б - ступенчатый с подушкой (1)
Исследованиями установлено, что грунт под фундаментами наружных стен регулярно отапливаемых зданий с температурой помещений не ниже +10° С промерзает на меньшую глубину, чем на открытой площадке. Поэтому расчетную глубину промерзания под фундаментами отапливаемого здания уменьшают против нормативного значения на 30% при полах на грунте; если полы по грунту на лагах - на 20%; полы, уложенные на балках - на 10%.
Глубина заложения под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта, ее назначают не менее 0,5 м от пола подвала или уровня земли.
Глубина заложения фундаментов стен зданий, имеющих неотапливаемые подвалы, назначается от пола подвала, она равна половине расчетной глубины промерзания. Предположение, что чем глубже заложен фундамент, тем больше его устойчивость и надежность работы, является неверным.
При расположении подошвы фундамента ниже уровня промерзания грунта вертикальные силы морозного пучения перестают на нее действовать снизу, но действующие на боковые поверхности касательные силы морозного пучения могут вытащить фундамент вместе с промерзшим грунтом, и оторвать его под легкими зданиями при устройстве фундаментов из кирпича и мелких блоков.
Поэтому, для успешной эксплуатации фундамента, чтобы не допустить его деформацию на пучинистых местах необходимо не только расположить подошву ниже уровня промерзания грунтов, что избавит от непосредственного давления мерзлого грунта снизу, но и нейтрализовать действующие на боковые поверхности фундамента касательные силы морозного пучения. Внутри фундамента на всю его высоту закладывают арматурный каркас, жестко связывающий верхние и нижние части фундамента, основание делают расширенным в виде опорной площадки-анкера, не позволяющей вытащить фундамент из земли при морозном пучении грунта. Данное конструктивное решение возможно при использований железобетона.
При возведении фундамента из кирпича или мелких блоков, без внутреннего вертикального армирования, стены выполняют наклонными-сужающимися кверху Приведенный способ устройства фундаментных столбов и стен при тщательном выравнивании их поверхностей значительно ослабляет боковое вертикальное воздействие пучинистых грунтов на фундамент. Влияние сил морозного пучения уменьшают: покрытием боковых поверхностей фундамента скользящим слоем полиэтиленовой пленки; отработанным машинным маслом; утепление поверхностного слоя грунта/вокруг фундамента шлаком» пенопластом, керамзитом, при котором уменьшается местная глубина промерзания грунта. Последнее применимо также для мелкозаглубленных фундаментов, построенных ранее и нуждающихся в защите от морозного пучения.
На крупнопадающем рельефе, при строительстве здания необходимо учитывать боковое давление грунта и его вероятный сдвиг. Жестко связанные в продольном и поперечном направлении ленточные фундаменты работают в этих условиях более надежно. Столбчатые фундаменты необходимо жестко объединить поверху железобетонным поясом - ростверком, для более эффективной совместной работы всех конструктивных элементов. В гравелистых, песках крупных и средней крупности, а также в крупнообломочных грунтах глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания, но она должна быть не менее 0,5 м, считая от природного уровня грунта (планировочной отметки при планировке срезкой и подсыпкой).
В современном строительстве наиболее индустриальны сборные бетонные и железобетонные фундаменты из крупных фундаментных блоков. Применение сборных фундаментов позволяет значительно сократить сроки строительства и уменьшить трудоемкость работ. Сборный фундамент (рис.6) состоит из двух элементов: подушки из железобетонных блоков прямоугольной или трапецеидальной формы (рис. 7)t укладываемой на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 150 мм, и вертикальной стенки из блоков в виде бетонных прямоугольных параллелепипедов.
Рис. 6. Сборный ленточный фундамент из бетонных блоков под стены дома с подвалом и техническим подпольем:
I- фундаментная плита; 2 - бетонные стеновые блоки; 3 - окраска горячий
битумом; 4 - цементно-песчаный раствор; 5 - отмостка; б - два слоя толя иди
гидронзола на битумной мастике; 7 - цокольное перекрытие
Рис. 7. Фундаментный блок-подушка
При строительстве на слабых сильносжимаемых грунтах, в сборных фундаментах, для повышения сопротивления растягивающим усилиям и жесткости устраивают железобетонные пояса толщиной 100-150 мм или армированные швы толщиной 30-50 мм, размещая их между подушкой и нижним рядом фундаментных блоков, а также на уровне верхнего обреза фундамента.
Стены фундаментов, монтируемые из крупных блоков, несмотря на их большую прочность, иногда устраивают толще надземной части стен. В результате прочность материала используется всего на 15-20%. Расчеты показывают, что толщину стен сборных фундаментов допустимо принимать равной толщине надземных стен, но не менее 300 мм.
Экономии строительных материалов можно добиться с помощью устройства прерывистых фундаментов, состоящих из железобетонных блоков-подушек, уложенных не вплотную, как это предусмотрено в ленточных фундаментах, а на некотором расстоянии один от другого, примерно от 0,2 до 0,9 м. Промежутки между блоками засыпают грунтом.
Столбчатые фундаменты
Имеют вид отдельных опор, устраиваемых под стены, столбы или колонны. При незначительных нагрузках на фундамент, когда давление на грунт меньше нормативного, непрерывные ленточные стены малоэтажных домов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы из бетона или железобетона перекрывают железобетонными фундаментными балками, на которых возводится стена. Чтобы устранить возможность выпирания фундаментной балки вследствие вспучивания расположенного под ней грунта, под ней устраивают песчаную или шлаковую подушку толщиной 0,5 м.
Расстояние между осями фундаментных столбов принимают равным 2,5-3 м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками.
Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундамента - 4-5 м, когда устройство ленточного непрерывного фундамента невыгодно вследствие большого его объема и, следовательно, большего расхода материалов. Столбы перекрывают сборными железобетонными балками, на которых возводят стены. Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий. На рисунке 8а изображен сборный фундамент под кирпичный столб, выполненный из железобетонных блоков-подушек. Более экономичным вариантом является укладка под кирпичные столбы железобетонных блоков-плит (рис. 8 б). Сборные фундаменты под железобетонные колонны каркасных здании могут состоять из одного железобетонного башмака стаканного типа (рис, 8в) или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним (рис. 8г).
Свайные фундаменты
Состоят из отдельных свай, объединенных сверху бетонной или Железобетонной плитой или балкой, называемой ростверком (рис. 9). устраивают в случаях, когда необходимо передать на слабый грунт значительные нагрузки.
Рис 8. Сборные фундаменты под отдельные опоры:
а - под кирпичные столбы из блоков ленточных фундаментов; б - то же, из специальных железобетонных плит; в -под железобетонную колонну из башмака стаканного типа; г - то же, из блока-стакана и опорной плиты
Сваи дифференцируют по материалу, методу изготовления и погружения в грунт, характеру работы в грунте. По материалу сваи бывают деревянные, бетонные, железобетонные, стальные и комбинированные. По методу изготовления и погружения в грунт сваи бывают забивные, погружаемые в грунт в готовом виде, и набивные, изготовляемые непосредственно в грунте. В зависимости от характера работы в грунте различают два вида свай: сваи - стойки и висячие. Сваи-стойки своими концами опираются на прочный грунт, например, скальную породу и передают на него нагрузку (рис. 10). Их применяют, когда глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины сваи. Свайные фундаменты на сваях-стойках практически не дают осадки.
Если прочный грунт находится на значительной глубине применяют висячие сваи, несущая способность которых определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи (рис. 11).
Рис. 9. Виды свай в грунте:
А - висячие сваи; б- сваи-стойки: 1 - плотный известняк; 2 - суглинок илистый пластичный; 3 -.ил; 4 - илистый песок; 5 - торф; 6 - растительный слой
Деревянные сваи дешевы, но поскольку они быстро загнивают, если находятся в грунте с переменной влажностью, головы деревянных свай следует располагать ниже самого низкого уровня . Однако на местности с высоким уровнем грунтовых вод деревянные сваи стоят очень долго, если постоянно находятся в воде. В мировой практике известны примеры четырехсотлетних зданий на деревянных сваях, по сей день находящихся в хорошем техническом состоянии.
Железобетонные сваи долговечны, дороже деревянных, но способны выдерживать значительные нагрузки. Значительно расширена область их применения ввиду того, что проектная отметка голов железобетонных свай не зависит от уровня грунтовых вод. Расстояние между осями свай определяется расчетным способом. В пределах наиболее часто встречающихся глубин погружения свай - от 5 до 20 м эти расстояния для обычных диаметров свай составляют от 3...8d, где d - диаметр сваи.
Рис 10. Забивная свая-стойка фундамента:
I - гидроизоляция; 2 - поверхность земли; 3 - железобетонная балка ростверка; 4 - забивная свая прямоугольного сечения; 5 - плотный грунт
Рис. 11. Набивная висячая свая фундамента:
1 - гидроизоляция; 2 - железобетонная балка ростверка; 3 - набивная свая; 4 - наконечник обсадной трубы; 5-слабые грунты
Свайные фундаменты, по сравнению с блочными, дают меньшую осадку, благодаря чему снижается вероятность неравномерных деформаций грунта.
При подготовке основания иногда в грунте обнаруживают старые засыпанные колодцы, ямы, случайные слабые прослойки грунта. Во избежание неравномерной осадки фундаментов эти места необходимо расчистить и заполнить кладкой, тощим бетоном или утрамбованным песком, а при возведении фундаментов над этими местами следует наложить армированные швы.
Фундаменты подвергаются увлажнению просачивающейся через грунт атмосферной влагой или грунтовой водой. Вследствие капиллярности влага по фундаменту поднимается вверх и в стенах первого этажа появляется сырость. Чтобы преградить проникновение влаги в стены, в их нижней части устраивают изоляционный слой, чаще всего из двух слоев битумных рулонных материалов (рубероида и др.), склеенных между собой водонепроницаемой битумной мастикой.
В процессе эксплуатации фундаментов необходимо следить за осадкой основания и возможными деформациями.
Подвалы
Одним из важных условий сохранности и целостности дома является гидроизоляция подвала. Стены и полы подвалов, независимо от расположения грунтовых вод, необходимо изолировать от просачивающихся через грунт поверхностных вод, а также от капиллярной грунтовой вла-rHj поднимающейся вверх. В подвальных помещениях, при расположении уровня грунтовых вод ниже пола подвала, достаточной гидроизоляцией пола служит его бетонная подготовка и выполненный по ней водонепроницаемый пол, а гидроизоляцией стен - покрытие поверхности, соприкасающейся с грунтом, двумя слоями горячего битума. Если уровень грунтовых вод находится выше пола подвала, в этом случае создается напор воды тем больший, чем больше разность уровней пола и грунтовых вод. В связи с этим для гидроизоляции стен и пола подвала необходимо создать оболочку, которая могла бы сопротивляться воздействию гидростатического давления.
Эффективным мероприятием по борьбе с проникновением в подвал грунтовых вод является устройство дренажа. Сущность устройства дренажа заключается в следующем. Вокруг здания на расстоянии 2-3 м от фундамента устраивают канавы с уклоном 0,002--0,006 в сторону сборной отводящей канавы. По дну канав с уклоном прокладывают трубки (бетонные* керамические или другие). В стенках трубок имеются отверстия, через которые проникает вода.
Канавы с трубами засыпают слоем крупного гравия, затем слоем крупного песка и сверху- открытым грунтом. По уложенным в канавах трубам вода стекает в низину (кювету, овраг, реку и др.). В результате устройства дренажа уровень грунтовых вод понижается.
Когда уровень грунтовых вод расположен не выше 0,2 м от пола подвала, гадроизоляцию пола и стен подвала устраивают так. После обмазки стен битумом устраивают глиняный замок, то есть до отсыпки траншеи забивают вплотную к наружной стене подвала мятую жирную глину. Бетонную подготовку пола также укладывают по слою мятой жирной глины.
При высоте уровня грунтовых вод от 0,2 до 0,5 м применяют оклеечную гидроизоляцию из двух слоев рубероида на битумной мастике (рис.12). Изоляцию укладывают по бетонной подготовке пола, поверхность которой выравнивают слоем цементного раствора или асфальта.
Поскольку конструкция пола должна выдерживать достаточно большое гидростатическое давление снизу, поверх изоляции укладывают нагрузочный слой бетона, который своим весом уравновешивает давление воды. С внешней стороны стен наклеивают изоляцию на битумной мастике и защищают кладкой из кирпича-железняка в 1/2 кирпича на цементном растворе и слоем мятой жирной глины толщиной 250 мм.
Оклеечную изоляцию наружных стен подвала располагают на 0,5 м выше уровня грунтовых вод, учитывая его возможное колебание.
Рис 12. Гидроизоляция ленточного фундамента в здании с подвалом:
1 - слой нагрузочного бетона; 2 - бетонная подготовка; 3 - рулонная гидроизоляция; 4 - мятая жирная глина 250 мм; 5 - кладка из кирпича-железняка на цементном растворе 120 мм; 6 - двойной слой битума
Рис. 13. Гидроизоляция ленточного фундамента в здании с подвалом:
1 -бетонная подготовка; 2-железобетонная плита; 3-рулонная гидроизоляция;
4 - мятая жирная глина 250 мм; 5 - кладка из кирпича-железняка на цементном
растворе 120 мм; б - двойной слой битума
Если уровень грунтовых вод расположен выше пола подвала более чем на 0,5 м, то поверх гидроизоляции пола, выполняемой из трех слоев рубероида или гидроизола, устраивают железобетонную плиту (рис. 13). Плиту заделывают в стену подвала, которая, работая на изгиб, воспринимает гидростатическое давление грунтовых вод.
При высоком уровне грунтовых вод устройство наружной гидроизоляции иногда вызывает затруднения. В таких случаях ее выполняют по внутренней поверхности стен подвала {рис.14). Гидростатический напор воспринимается специальной железобетонной конструкцией - кессоном.
Рис. 14. Гидроизоляция подвала при больших напорах грунтовых вод;
1 - рулонная изоляция; 2 - бетонная подготовка; 3 - цементный слой; 4 - цементная стяжка; 5 - железобетонная коробчатая конструкция; 6 - чистый пол; 7 - цементная штукатурка по битумной обмазке; 8 - гидроизоляция
Необходимые особенности, которые учитываются при строительстве фундаментов и возведении цоколей
При закладке фундаментов любого типа необходимо соблюдать следующие правила:
В большинстве фундаментных конструкций применяется бетон. Бетон обладает свойством "созревания", 28 - 30 дней. После заложения бетонной конструкции ее надо выдерживать в течение данного времени без нагрузок и желательно закрыть либо рубероидом, либо другим подручным материалом от пересыхания верхнего слоя. В период схватывания бетона периодически поливать фундамент водой, чтобы не допустить его неравномерного высыхания. Так что постройка дома на только что возведенном фундаменте таит в себе опасность, дефекты не заставят ждать.
Гидроизоляция фундамента имеет важное значение. Она заключается в обмазке горячим битумом всей поверхности, соприкасающейся с грунтом. Изолируют также и стены. Для этого прокладывают два слоя рубероида (1-й слой - между цоколем и нулевым уровнем; 2-й слой - между цоколем и основной стеной дома). Это предохраняет стены дома и цоколь от сырости.
Защита наружной стороны цоколя от атмосферных влияний. Это достигается штукатуркой или облицовкой плиткой. Для затирки фундамента в смесь добавляют резиносодержащие компоненты (золу от сгоревших автомобильных покрышек). Получается "шуба" для цоколя. Она красива и надежна.
При возведении цоколя предусматриваются вентиляционные отверстия. Летом они служат для проветривания подпола, а зимой их закрывают, чтобы сырость не попала в дом.
Отмостка необходима для защиты фундамента от воздействия поверхностных вод. Ширина отмостки от 0,75 до I метра с наклоном от стены цоколя. В качестве материалов используются: железобетон, асфальт, бетон или хорошо утрамбованная глина.
Устройство слива дождевой воды с крыш также влияет на прочность фундамента. Дождевая вода с крыши попадает на отмостку, разбивает ее и цоколь постепенно, неравномерно увлажняет грунт вблизи фундамента. Это сказывается на несущей способности фундамента и способствует проседанию фундамента.
25. Столбчатые фундаменты. Сплошные фундаменты.
Фунда́мент - это несущая конструкция, часть здания, которая воспринимает все нагрузки от выше лежащих конструкций и передает его на основание. Фундаменты закладываются ниже глубины промерзания грунта, для того, чтобы предотвратить их выпучивание. На пучинистных грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют мелкозаглубленные фундаменты.
Конструкции фундаментов бывают различных типов : ленточные, столбчатые, плитные (сплошные) и свайные. Выбор типа фундаментов зависит от конструктивной системы зданий, величины передаваемых нагрузок, а также от несущей способности и деформативности грунтов.
Столбчатые фундаменты в виде сборных железобетонных столбов и подушек применяют для передачи грунту нагрузок от колонн каркасных зданий. 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. Сооружать столбчатые фундаменты предпочтительнее на пучинистых грунтах , так как с минимальными затратами их можно устанавливать ниже глубины промерзания.
В зависимости от конструкции здания 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.
Для повышения устойчивости столбчатых фундаментов, во избежание горизонтального их смещения и опрокидывания, а также для устройства опорной части цоколя между столбами делают ростверк. При устройстве столбчатых фундаментов под деревянные постройки функцию ростверка может выполнять деревянная обвязка из бревен или бруса. При этом пространство между планировочной отметкой земли (отмосткой) и обвязкой заполняют забиркой.
Подушки таких фундаментов выполняют в виде специальных блоков стаканного типа или различных комбинаций из трапециевидных сборных подушек ленточных фундаментов. При больших нагрузках фундамент колонны может быть дополнен плоскими железобетонными плитами необходимых размеров. Наружное ограждение подпольного пространства зданий со столбчатыми фундаментами устраивают из цокольных панелей, которые опирают на специальные консоли колонн наружных рядов или уступы фундаментных подушек.
Сплошные (плитные) фундаменты применяют преимущественно при строительстве многоэтажных зданий на слабых, неравномерно сжимаемых грунтах. Плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглубленных, а точнее, незаглубленных фундаментов, глубина заложения которых составляет 40-50 см. 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.
Фундаментная плита проектируется плоской или ребристой с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Ребристая конструкция обеспечивает снижение расхода стали и бетона, но отличается большей трудоемкостью, чем сплошная. При выполнении фундаментов из плоских плит предельно упрощаются опалубка, арматурные работы (раскатка готовых арматурных сеток), механизируются бетонные работы. Благодаря меньшей трудоемкости фундаменты в виде плит сплошного сечения распространены больше ребристых. Толщина фундаментной плиты назначается в зависимости от пролета (шага) несущих конструкций и типа самой плиты и составляет для ребристых плит 1/8-1/10 пролета, а для сплошных 116-1/8 пролета.
Сплошная незаглубленная плита в составе пространственной системы «плита - надфундаментное строение» обеспечивает восприятие внешних силовых воздействий и возможных деформаций грунтового основания и исключает необходимость различного рода мероприятий, предотвращающих неравномерные деформации грунта, на которые обычно в условиях слабых, песчаных и пучинистых грунтов затрачиваются значительные ресурсы.
Делятся на: отдельные - под каждой колонной; ленточные - под рядами колонн в одном или двух направлениях, а также под несущими стенами; сплошные - под всем сооружением. Фундаменты возводят чаще всего на естественных основаниях (они преимущественно и рассмотрены здесь), но в ряде случаев выполняют и на сваях. В последнем случае фундамент представляет собой группу свай, объединенную поверху распределительной железобетонной плитой - ростверком.
Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком размещении колонн. Ленточные фундаменты под рядами колонн делают тогда, когда подошвы отдельных фундаментов близко подходят друг к другу, что обычно бывает при слабых грунтах и больших нагрузках. Целесообразно применять ленточные фундаменты при неоднородных грунтах и внешних нагрузках, различных по значению, так как они выравнивают неравномерные осадки основания. Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна или деформации основания под ними больше допустимых, то устраивают сплошные фундаменты. Они в еще большей мере выравнивают осадки основания. Эти фундаменты применяют при слабых неоднородных грунтах, а также при значительных и неравномерно распределенных нагрузках.
По способу изготовления фундаменты бывают сборные и монолитные.
28. Железобетонные фундаменты неглубокого заложения. Расчет центрально нагруженных фундаментов.
В зависимости от размеров сборные фундаменты колонн выполняют сборными и монолитными. Их выполняют из тяжелых бетонов классов В15...В25, устанавливают на песчано-гравийную уплотненную подготовку толщиной 100 мм. В фундаментах предусматривают арматуру, располагаемую по подошве в виде сварных сеток. Минимальную толщину защитного слоя арматуры принимают 35 мм. Если под фундаментом нет подготовки, то защитный слой делают не менее 70 мм.
Необходимая площадь подошвы центрально-нагруженного фундамента при предварительном расчете
A=ab=(1,2…1,6)Ncol/(R-γ m d) R – расчетное давление на грунт; γ m усредненная нагрузка от веса фундамента и грунта на его ступенях; D – глубина заложения фундамента
Минимальную высоту фундамента с квадратной подошвой определяют условным расчетом его прочности на продавливание в предположении, что оно может происходить по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонн и наклонены под углом 45°. Это условие выражается формулой (для тяжелых бетонов)
P<=Rbt ho u m
Продавливающую силу принимают согласно расчету по первой группе предельных состояний на уровне верха фундамента за вычетом давления грунта по площади основания пирамиды продавливания: P=N-A1 p.
P=N/A1; A1=(hc+2ho)(b c +2h 0)
29. Железобетонные фундаменты неглубокого заложения. Особенности расчета внецентренно нагруженных отдельных фундаментов.
Внецентренно нагруженные фундаменты. Их целесообразно выполнять с прямоугольной подошвой, вытянутой в плоскости действия момента.
Соотношение сторон b/a=0,6…0,8. При том размеры сторон округляем в большую сторону до значения кратного 30 см при использовании металлической инвентарной опалубки и 10 см при неинвентарной опалубки.
Максимальное и минимальное давление под краем подошвы определяют из предположения линейного распределения напряжений в грунте:
Pmax min=Ntot/A+-Mtot/W=Ntot/ab(1+-b*eo/a)
Ntot Mtot – нормальная сила и изгибающий момент при гамма ф =1 на уровне подошвы фундамента.
Ntot=Ncol+A гамма м Н
Mtot=Mcol+Qcol H
Eo – эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести подошвы фундамента. Eo= Mtot/ Ntot
Максимальное краевое давление на грунт не должно превышать 1,2R а среднее давление – R.
В промышленных здания с мостовыми кранами Q<75 т принимают pmin>0, не допускается отрыв фундамента от грунта.
Высоту внецентренно нагруженного фундамента определяют из условия:
Ho=-hcol/2+0,5(Ncol/Rbt+P)^0,5
И конструктивных требований
Hsoc=>(1-1,5)hcol+0.05
Hsoc=>lan+0.05
Hsoc – глубина стакана
Lan – длина анкеровки арматуры колонны в стакане фундаментаю
Определив высоту фундамента из расчета на продавливание и конструктивных требования принимают большую из них.
При
h<450
мм фундамент выполняют одноступенчатым,
при 450 Затем
проверяют дно стакана на продавливание,
проверяют высоту ступени на действие
поперечной силы по наклонному сечению
и подбирают арматуру. 30.
Классификация одноэтажных производственных
зданий по конструктивным признакам.
Компоновка конструктивной схемы здания,
привязка элементов к разбивочным осям.
Устройство температурно-деформационных
швов.
Одноэтажные
промышленные здания делятся на: По
количеству пролетов – однопролетные
и много пролтеные; По
наличию кранового оборудования: здания
без кранового оборудования, здания с
подвесными кранами, здания с мостовыми
кранами; Фонарные
и бесфонарные здания; Здания
со скатной кровлей, здания с малоуклонной
кровлей. Современные
одноэтажные производственные здания
в большинстве случаев решаются по
каркасной схеме. Каркас
может быть образован из плоских элементов,
работающих по балочной схеме (стропильных
конструкций), либо включать в себя
пространственную конструкцию покрытия
(в виде оболочек, опертых на колонны). Пространственный
каркас условно расчленяют на поперечные
и продольные рамы, каждая из которых
воспринимает горизонтальные и вертикальные
нагрузки. Основным
элементом каркаса является поперечная
рама, состоящая из колонн защемленных
в фундаментах, ригелей (ферма балка
арка), покрытия над ними в виде плит. Поперечная
рама воспринимает нагрузку от массы
снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает
жесткость здания в поперечном направлении. В
продольную раму включают один ряд колонн
в пределах температурного блока и
продольные конструкции, такие как
подкрановые балки, вертикальные связи,
распорки по колоннам, конструкции
покрытия. Продольная
рама обеспечивает жесткость здания в
продольном направлении и воспринимает
нагрузки от продольного торможения
кранов и ветра, действующего в торец
здания. В
задачу компоновки конструктивной схемы
входят: Выбор
сетки колонн и внутренних габаритов
здания Компоновка
покрытия Разбивка
здания на температурные блоки Выбор
схемы связей, обеспечивающих
пространственную жесткость здания В
целях обеспечения максимальной типизации
элементов каркаса приняты следующие
привязки к продольным и поперечным
координационным разбивочным осям: 1.
Наружные грани колонн и внутренние
поверхности стен совмещаются с продольными
разбивочными осями (нулевая привязка)
в зданиях без мостовых кранов и в зданиях,
оборудованных мостовыми кранами
грузоподъемностью до 30 т включительно
при шаге колонн 6 м и высоте от пола до
низа несущих конструкций покрытия менее
16,2 м. 2.
Наружные грани колонн и внутренние
поверхности стен смещаются с продольных
разбивочных осей наружу здания на 250 мм
в зданиях, оборудованных мостовыми
кранами грузоподъемностью до 50 т
включительно при шаге колонн 6 м и высоте
от пола до низа несущих конструкций
покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн
12 м и высоте от 8,4 до 18 м. 3.
Колонны средних рядов (за исключением
колонн, примыкающих к продольному
температурному шву, колонн, установленных
в местах перепада высот пролетов одного
направления, а также кроме колонн при
поперечных температурных швах и колонн,
примыкающих к торцам зданий) располагают
так, чтобы оси сечения подкрановой части
колонны совпадали с продольными и
поперечными разбивочными осями. 4.
Геометрические оси торцовых колонн
основного каркаса смещаются с поперечных
разбивочных осей внутрь здания на 500
мм, а внутренние поверхности торцовых
стен совпадают с поперечными разбивочными
осями (нулевая привязка). 5.
Перепады высот между пролетами одного
направления и продольные температурные
швы в зданиях с железобетонным каркасом
следует осуществлять, как правило, на
двух колоннах со вставкой. 6.
Поперечные температурные швы осуществляют
на парных колоннах. При этом ось
температурного шва совмещается с
поперечной разбивочной осью, а
геометрические оси парных колонн
смещаются с разбивочной оси на 500 мм. 7.
В зданиях, оборудованных электрическими
мостовыми кранами грузоподъемностью
до 50 т включительно, расстояние от
продольной разбивочной оси до оси
подкранового рельса принимается равным
750 мм. 8.
Примыкание двух взаимно перпендикулярных
пролетов следует осуществлять на двух
колоннах со вставкой размером 500 и 1000
мм. Высота
здания определяется по технологическим
условиям и назначается исходя из верха
кранового рельса. С
изменением температуры железобетонные
конструкции деформируются -
укорачиваются или удлиняются;
вследствие усадки бетона - укорачиваются.
При неравномерной осадке основания
части конструкций взаимно смещаются в
вертикальном направлении. В большинстве
случаев железобетонные конструкции
представляют собой статически
неопределимые системы и поэтому от
изменения температуры, усадки бетона,
а также от неравномерной осадки
фундаментов в них возникают дополнительные
усилия, что может привести к появлению
трещин или к разрушению части конструкции.
Чтобы уменьшить усилия от температуры
и усадки, железобетонные конструкции
делят по длине и ширине температурно-усадочными
швами на отдельные части - деформационные
блоки. Температурно-усадочные швы
выполняют в наземной части здания-от
кровли до верха фундамента, разделяя
при этом перекрытия и стены. Ширина
температурно-усадочного шва составляет
20-30 мм. Осадочные швы, служащие одновременно
и температурно-усадочными, устраивают
между частями зданий разной высоты или
в зданиях, возводимых на участке с
разнородными грунтами; такими швами
делят и фундаменты. Осадочные швы
устраивают с помощью вкладного пролета
из плит и балок. Наибольшее
допустимое расстояние между
температурно-усадочными швами в
железобетонных конструкциях нормируется
и составляет в отапливаемых одноэтажных
зданиям из сборного железобетона 72 м,
в неотапливаемых – 48 м.. Фундаменты для
малоэтажного строительства изготовляют
из местных строительных материалов
(естественный камень, бутобетон, красный
кирпич и др.), а также используют
монолитный бетон или сборные бетонные
и железобетонные блоки. Плоскость нижней
части фундамента называют подошвой
(рис.3.1), ее уширение – подушкой
,
а горизонтальная плоскость верхней
части фундамента – обрезом
.
При отсутствии подвалов и больших
приямков обычно проектируют фундаменты
мелкого заложения, подошва которых
располагается на глубине не менее 0,5 м
от уровня земли. На грунтах, вспучивающихся
при замерзании, глубину заложения
подошвы фундамента наружных стен
принимают ниже толщины промерзающего
слоя не менее чем на 0,2 м. Между
архитектурно-планировочным решением
малоэтажного дома, конструкцией
фундамента и состоянием грунта существует
определенная взаимосвязь. Например,
если архитектор в проекте дома
предусматривает подвал, большой приямок
или цокольный этаж, 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. Важнейшим
параметром, от которого зависят форма
и объем фундаментов является глубина
заложения фундамента
.Глубина заложения
фундамента
– это
расстояние
от дневной поверхности грунта до подошвы
фундамента
. Глубина заложения
фундаментов зависит от многих факторов:
назначения здания; его объемно-планировочного
и конструктивного решения; величины и
характера нагрузок; качества основания;
окружающей застройки; рельефа; принятых
конструкций фундаментов и методов
производства работ по их возведению.
Однако, в первую очередь, заглубление
будет определять качество грунтов
основания, уровень грунтовых вод и
промерзание грунта. Минимальную
глубину заложения фундаментов для
отапливаемых зданий обычно принимают
под наружные стены – 0,7 м, под внутренние
– 0,5 м.
Практика эксплуатации
малоэтажных жилых зданий с фундаментами
мелкого заложения показала, что
вспучивающиеся при замерзании грунты
постепенно выталкивают такие фундаменты
из земли. За несколько лет дом может
подняться над уровнем земли на десятки
сантиметров, при этом различные участки
строения обычно поднимаются на различную
величину, что приводит к перекосу окон,
дверей и даже к разлому стен. Такое
явление происходит от действия сил
бокового трения вспучивающегося грунта
на поверхностях фундаментов, которые
превышают противодействие относительно
малой массы дома. Чтобы нейтрализовать
нежелательный эффект вспучивания при
замерзании грунта, приходится
проектировать 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. Этот
прием позволяет достигнуть значительной
экономии материалов и средств. Например,
в районе Киева глубина промерзания
грунта равна 0,9 м, следовательно,
фундамент мелкого заложения будет
высотой 1,1 м, а при песчаной подушке –
0,5 м, т.е. при песчаной подушке на
вспучивающихся от замерзания грунтах
экономится около 50 % материала на
устройство фундамента. По методу возведения
фундаменты могут быть индустриальные
и не индустриальные. В массовом
строительстве используют индустриальные
фундаменты, которые выполняют из сборных
крупноразмерных бетонных или
железобетонных элементов. Эти фундаменты
позволяют ведение работ без сезонных
ограничений и сокращают трудозатраты
на строительной площадке. Не индустриальные
фундаменты могут выполняться из
монолитного бетона или железобетона,
а также из мелкоразмерных элементов
(кирпич, бутовый камень и др.). Подобного
рода фундаменты используются, как
правило, для нетиповых зданий. По
характеру работы конструкции фундаментов
могут быть жесткими, работающими только
на сжатие, и гибкими, которые рассчитаны
на восприятие растягивающих усилий. К
первому виду относят все фундаменты,
за исключением железобетонных. Применение
гибких железобетонных фундаментов,
воспринимающих изгибающие моменты,
позволяет резко снизить затраты бетона,
но резко увеличивает расход металла. По конструктивной
схеме фундаменты различают ленточные,
столбчатые, свайные и сплошные. Под всеми несущими
стенами здания устанавливают ленточные
фундаменты
в виде
сплошных стенок. Они могут служить не
только несущей конструкцией, передающей
постоянные и временные нагрузки от
здания на основание, но и ограждающей
конструкцией помещений подвала. Ленточные
фундаменты
устраивают
под все капитальные (несущие и самонесущие)
стены, а в некоторых случаях и под
колонны. Они представляют собой
загубленные в грунт ленты-стенки
прямоугольной или ступенчатой формы
в поперечном сечении.
Ленточные фундаменты
получили большое распространение в
жилищном строительстве для зданий до
12 этажей, выполненных по бескаркасной
схеме. Форму в плане и
разрезе, а также размеры ленточного
фундамента устанавливают так, чтобы
было обеспечено возможно более
равномерное распределение нагрузки
на основание. 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, например, стенку из бутобетона
делают толщиной не менее 0,35 м в зависимости
от размера камней заполнения. Необходимо
следить, чтобы равнодействующая всех
нагрузок от здания проходила в средней
трети ширины подошвы фундамента, т.е.
е < 1/3 (рис.3.3). Этим самым исключается
появление в фундаменте растягивающих
усилий. В зависимости от
величины и направления расчетных
нагрузок ленточные фундаменты могут
быть симметричными и несимметричными
(рис.7.3). Рис.7.3. Ленточные
фундаменты: а – план и разрез ленточного
фундамента из сборных бетонных блоков
здания с подвалом; б, в – варианты без
подвала из сплошных и пустотелых блоков;
г, д, е – конструкция жесткого фундамента
с минимальной, обычной и максимально
уширенной подошвой; ж – несимметричный
фундамент; и – переход от одной глубины
заложения фундамента к другой; к, л, м,
- варианты ленточных фундаментов из
монолитного бетона, бутобетона и бута;
1 – стеновые блоки подвалов; 2 - пустотные
стеновые блоки подвалов; 3 - фундаментные
подушки; 4 – стены; 5 – перекрытия; 6 –
полы подвала; 7 – отмостка; 8 – бетонный
фундамент; 9 – бутобетонный фундамент;
10 – бутовый фундамент; 11 – пол первого
этажа. Для изготовления
ленточных фундаментов используют любые
строительные материалы, кроме дерева.
На скальных грунтах чаще используют
монолитный бетон с включением обломков
скалы (бутобетон). Этот материал лучше
заполняет неровности поверхности
скального основания. 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. Как
правило, стенки ленточных фундаментов
из этих материалов для малоэтажных
зданий уширений в зоне подошв не имеют.
Ленточные фундаменты из красного
кирпича проектируют для сухих прочных
грунтов толщиной 0,25 – 0,51 м. Подушку
кирпичного фундамента лучше делать из
монолитного железобетона толщиной не
менее 0,1 м, что повышает долговечность
конструкции. В условиях массового
строительства ленточные фундаменты,
как правило, возводят из сборных бетонных
или железобетонных элементов. Сборные
ленточные фундаменты монтируют из
блоков двух типов (рис.7.4) – фундаментных
блоков-подушек (ФБП) и стеновых блоков
(ФСБ). Последние изготовляют сплошными
из легкого бетона (γ ≤ 1600 кг/м 3)
или пустотелые из тяжелого бетона (γ >
1600 кг/м 3),
которые могут быть применены для
внутренних стен и для наружных при
грунтах не насыщенных водой. Стеновые
блоки используются следующих размеров:
высотой 0,6 м, длиной до 2,4 м и шириной
0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 м. Рис.7.4. Сборные
ленточные фундаменты: а – конструкция
фундамента при слабых грунтах; б –
укладка фундаментных блоков при плотных
грунтах и малых нагрузках; в, г - фундаменты
крупнопанельных зданий; д – элементы
сборных крупноблочных бетонных
фундаментов; е, ж – элементы крупнопанельных
фундаментов. Монтаж сборных
бетонных фундаментов осуществляют на
цементном растворе с перевязкой швов.
При слабых грунтах по фундаментным
подушкам и по обрезу фундамента
укладывают армированные распределительные
пояса (рис.7.4 а). При плотных грунтах и
малых нагрузках фундаментные подушки
могут быть уложены с промежутками (рис
7.4 б). Промежутки следует засыпать
грунтом. Для малоэтажных
зданий при малых нагрузках и прочных
основаниях, когда ленточные фундаменты
нерациональны, применяют столбчатые
фундаменты
.
Их устраивают под все несущие и
самонесущие стены, а также под отдельные
столбы и колонны. Столбчатые
фундаменты
представляют
собой фундаменты, состоящие из столбов,
загубленных в грунт, и опирающихся на
них фундаментных балок, которые
воспринимают на себя нагрузку от стен
и передают ее на столбы.
Столбы устанавливают
в местах пересечения стен и в промежутках
между ними с определенным шагом, который
определяют расчетом в зависимости от
массы здания и несущей способности
грунта. Для малоэтажных зданий шаг
фундаментных столбов составляет 2,5 –
3,0 м. Конструктивные
варианты фундаментных балок и их
пропорции в зависимости от шага столбов
приведены на рис.7.5. Для устранения
возможности смещения фундаментной
балки и расположенной на ней стены
вследствие пучения грунта под фундаментной
балкой устраивают подушку из песка или
шлака толщиной 0,4 м. Рис.7.5. Конструктивные схемы фундаментных
балок столбчатых фундаментов: а –
фрагмент общего вида фундамента; 1 –
стена; 2 – фундаментная балка; 3 – столбы;
б – е – различные типы фундаментных
балок; 4 – сборная железобетонная; 5 –
сборные железобетонные перемычки
(балочные усиленные); 6 – монолитная
железобетонная балка; 7 – рядовая
армокирпичная балка; 8 – армокирпичная
балка со стальными каркасами в
вертикальных швах кладки. 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. В тех случаях,
когда необходимо передать значительные
нагрузки на слабый грунт, применяются
свайные
фундаменты
. Свайные фундаменты
представляют собой фундаменты, состоящие
из железобетонных, бетонных или
металлических стержней-свай, погруженных
в грунт, оголовков – верхнее уширенное
завершение сваи, и ростверка, объединяющего
работу всех свай
Свайные фундаменты
применяют на слабых сжимаемых грунтах,
при глубоком залегании прочных
материковых пород, больших нагрузках
и т.д. В последнее время свайные фундаменты
получили широкое распространение для
обычных оснований, т.к. их применение
дает значительную экономию объемов
земляных работ и затрат бетона. По материалу сваи
бывают деревянные, железобетонные,
бетонные, стальные и комбинированные.
В зависимости от способа погружения в
грунт различают забивные, набивные,
сваи-оболочки, буро набивные и винтовые
сваи (рис.7.6). Забивные сваи
погружают с помощью копров, вибропогружателей
и вибровдавливающих агрегатов. Эти
сваи получили наибольшее распространение
в массовом строительстве. В поперечном
сечении железобетонные сваи могут быть
квадратные прямоугольные и полые
круглые: обычные сваи диаметром до 800
мм, а сваи оболочки – свыше 800 мм. Нижние
концы свай могут быть заостренными или
плоскими, с уширением или без него, а
полые сваи – с закрытым или открытым
концом и с камуфлетной пятой (рис.7.6 г). Набивные сваи
устраивают методом заполнения бетонной
или иной смесью предварительно
пробуренных, пробитых или выштампованных
скважин. Нижняя часть скважин может
быть уширена с помощью взрывов (сваи с
камуфлетной пятой). Буронабивные
сваи
отличаются тем, что в скважину
устанавливают готовые железобетонные
сваи с заполнением зазора между сваей
и стенками скважины цементно-песчаным
раствором. В зависимости от
характера работы в грунте различают
два вида свай: сваи-стойки и висячие.
Сваи-стойки
,
прорезая толщу слабого грунта, своими
концами опираются на прочный грунт
(скальную породу) и передают на него
нагрузку от здания. Их применяют, когда
глубина залегания прочного грунта не
превышает возможной длины свай.
Фундаменты на сваях-стойках практически
не дают осадки. Если прочный грунт
находится на значительной глубине,
применяют висячие
сваи
,
несущая способность которых определяется
суммой сопротивления сил трения по
боковой поверхности и грунта под острием
сваи. Свайные фундаменты в плане могут
состоять из: одиночных свай
– под отдельные опоры (рис.7.6 д); лент свай – под
стены здания, с расположением свай в
один, два и более рядов; кустов свай –
под тяжело нагруженные опоры; сплошного свайного
поля – под тяжелые сооружения с
равномерно распределенными по всему
плану здания нагрузками. Рис.7.6. Свайные
фундаменты: а – план и разрезы; б – виды
свай в зависимости от конструктивной
схемы – сваи стойки и висячие сваи; в
– элементы свайного фундамента: 1 –
ростверк; 2 – уголовник; 3 – свая; г –
виды свай: 1 – четыре забивные бетонные
и железобетонные сваи – квадратные,
круглые, сплошные и пустотелые; 5,6 –
набивные обычные
и с уширенной пятой; 7, 8 – камуфлетные;
9 – с шарнирно раскрывающимися упорами;
10 – призматическая свая; 11 – свая-оболочка;
12 – свая в лидерной скважине; 13 –
деревянная свая; 14 – винтовая свая; д
– расстановка свай: свайные ряды,
свайные кусты, свайное поле; е – вариант
свайного безростверкового фундамента;
ж, и – варианты свайных фундаментов
без ростверков и оголовков: 1 – оголовок;
2 – свая; 3 – цокольная панель; 4 –
перекрытия; 5 – колонна; 6 - ригель Для малоэтажного
строительства используют короткие
железобетонные забивные сваи, чаще
квадратного сечения 150 × 150 мм, 200 × 200
мм, или буро набивные сваи диаметром
300, 400 мм и более. Глубину заложения
коротких свай принимают не более 6 м. Расстояние между
сваями и их число определяются расчетом.
Обычно расстояние между висячими сваями
принимают (3 – 8)d,
где d
– диаметр круглой или сторона квадратной
сваи. Расстояние в свету между
сваями-оболочками должно быть не менее
1 м. Балки ростверка
имеют много общего с фундаментными
балками. Для их изготовления используют
те же материалы. Железобетонный ростверк
устраивают двух видов – монолитный и
сборный. Его ширину принимают 250 × 250
или 300 × 300 мм, высоту – 400 – 500 мм. Свайные фундаменты
экономичнее ленточных на 32 – 34 % по
стоимости, на 40 % по затратам бетона и
на 80 % по объему земляных работ. Такая
экономия позволяет снизить стоимость
здания в целом на 1 – 1,5 %, затраты труда
на 2 %, расход бетона на 3 – 5 %. Однако
затраты стали увеличиваются на 1 – 3 кг
на м 2 . В тех случаях,
когда нагрузка, передаваемая на
фундамент, значительна, а грунт основания
слабый, устраивают сплошные
фундаменты
под всей
площадью здания. Их, как правило,
сооружают на тяжелых пучинистых и
просадочных грунтах. Сплошные
фундаменты представляют собой фундаменты
в виде жестких сплошных балочных или
безбалочных бетонных или железобетонных
плит, устраиваемых под всей площадью
здания.
Такие фундаменты
хорошо выравнивают все вертикальные
и горизонтальные перемещения грунта. Ребра балочных
плит могут быть обращены вверх или
вниз. Места пересечения ребер служат
для установки колонн в каркасных
зданиях. Пространство между ребрами в
плитах с ребрами вверх заполняют песком
или гравием, а поверх устраивают бетонную
стяжку. Бетонные плиты не армируют.
Железобетонные армируют по расчету.
При большом заглублении сплошных
фундаментов и необходимости обеспечить
большую их жесткость фундаментные
плиты можно проектировать коробчатого
сечения с размещением между ребрами и
перекрытиями коробок помещений подвалов
(рис.7.7). Сплошные фундаменты
особенно целесообразны тогда, когда
необходимо защитить подвал от проникания
грунтовой воды при высоком ее уровне,
если пол подвала подвергается снизу
большому гидростатическому давлению. 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. Плитные фундаменты
достаточно дороги из-за большого объема
бетона и расхода металла на арматуру. Сплошные фундаменты
в виде монолитных железобетонных ребристых или безбалочных плит устраивают под все здание в тех случаях, когда на фундамент действует значительная нагрузка, а грунты основания очень слабые, с неравномерной просадочностью, или когда необходимо защитить подвал от проникновения грунтовых вод при высоком их уровне. Для передачи значительных нагрузок от зданий или сооружений при слабых грунтах устраивают свайные фундаменты
.
Свайные фундаменты позволяют повысить уровень индустриализации строительных работ. В последние годы они находят все более широкое применение и при строительстве на естественных основаниях. По методу изготовления различают сваи, погружаемые в грунт ударами, вибрированием, завинчиванием, и в виде монолитной конструкции, бетонируемой на месте в специально подготовленных скважинах (набивные сваи). В зависимости от характера работы различают сваи висячие и материковые (сваи-стойки). Висячие сваи целесообразны, когда глубина залегания прочного (материкового) грунта значительна, а сопротивление грунта у боковой поверхности свай и под нижними концами достаточное, чтобы выдержать передаваемую нагрузку (рис. 1. а). Если глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины свай, применяют сваи-стойки, которые своими концами входят в материковый грунт и передают на него нагрузку (рис. 1. б). В зависимости от материала сваи бывают деревянные, железобетонные, бетонные, стальные и комбинированные (рис. 1. в-д). Сваи под подошвой фундамента располагают обычно, группами или рядами. Одиночными называют сваи, размещенные изолированно или на расстоянии более 1/4 их длины. Группа свай, расположенных под фундаментом, называется свайным кустом, а сваи, расположенные в один или несколько рядов, образуют свайную полосу. Верхние концы свай объединяют в единую конструкцию при помощи бетонной или железобетонной плиты - ростверка (рис. 1. а, б). Для отвода от фундамента и цоколя атмосферных осадков служат отмостки или тротуары
Рис. 1. Свайные фундаменты
а - висячая свая; б-свая-стойка; в-железобетонные сваи; г-набивные бетонные; д-металлические завинчивающиеся; 1 - железобетонная свая; 2 - сборный железобетонный ростверк; 3 - заполнение из бетона; 4 - стеновая панель; 5 - слабый грунт; 6 -плотный (материковый) грунт; 7 - лопасть. 8 - стык
