Требования к фундаментам

1) прочность, устойчивость, долговечность.

2) водостойкость.

3) индустриальность.

4) экономичность.

2) Классификация фундамента:

1.По конструктивным схемам:

- ленточные фундаменты, в виде сплошной ленты под стеной здания, в сечении прямоугольные (рис 12, а);

-столбчатые фундаменты, в виде отдельных опор под колонны и столбы (рис 12, б);

- сплошные плитные фундаменты под всей площадью здания (рис 12, в);

- свайные фундаменты, в виде набивных или забивных свай, объединенных по верху ростверком, на который опирается стена здания (рис 12, г).

Рис 12- Конструктивные схемы фундаментов: а - ленточные; б - столбчатые; в – сплошные плитные; г – свайные

2.По материалу:

- из природного камня (бутовые);

-из бутобетона;

-из бетона;

-железобетонные;

-из дерева;

-из металла.

3.По характеру работы:

-жёсткие (работают только на сжатие)- фундаменты из камня, бетона;

- гибкие (работают на сжатие и изгиб) - фундаменты железобетонные.

4.По способу устройства:

- монолитные – устраиваются из бетона или железобетона на стройплощадке в опалубке;

-сборные – устраиваются из элементов заводской готовности;

- сборно-монолитные - комбинированные.

5) по глубине заложения:

-мелкого заложения (глубина заложения фундамента до 5м);

-глубокого заложения (глубина заложения фундамента более 5м).

3) Конструкции ленточных фундаментов

Ленточные фундаменты - это фундаменты, имеющие одинаковую прямоугольную форму поперечного сечения по всему периметру здания (в том числе под всеми его внутренними несущими и ненесущими стенами).

Ленточные фундаменты подводят под дома с тяжелыми стенами (бетонными, каменными, кирпичными и т. п.) или с тяжелыми перекрытиями.

Для ленточного фундамента характерны большие объемы земляных работ, используемых материалов, значительный вес, трудоемкость возведения.

Классификация:

1.По способу устройства:

- монолитные – устраиваются из бетона или железобетона на стройплощадке в опалубке;

-сборные – устраиваются из элементов заводской готовности;

- сборно-монолитные - комбинированные.

2.По материалу:

- из природного камня (бутовые);

-из бутобетона;

-из бетона;

-железобетонные.

1) Фундаменты из бутового камня постелистой или рваной формы.

Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0, 6м для кладки из рваного бута и 0, 5м – из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет обычно около 0, 5м, ширина – от 0, 15 до 0, 25м. Их укладывают на цементный раствор с перевязкой вертикальных швов. (Рис 13, а).

Рис 13 - Ленточные монолитные фундаменты под кирпичную стену:

а - бутовый фундамент, б - бутобетонный

2) Бутобетонные фундаменты изготовляют из бутового камня, втопленного в бетонную смесь. Уширение фундаментов ведут уступами шириной 150-250мм и высотой 300мм. Наименьшая ширина бутобетонных фундаментов 350мм. (рис 3, б). Камни с размерами не более 1/3 ширины фундамента укладывают с перевязкой швов.

3) Монолитные бетонные и железобетонные фундаменты устраиваются в щитовой опалубке на строительной площадке.

4) Бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления. (Рис 14).

Рис 14- Элементы сборных бетонных и железобетонных фундаментов:

а - бетонный фундаментный блок сплошной, б - то же, пустотелый, в – фундаментная плита сплошная, г - то же, ребристая, 1-монтажные петли

Элементы сборных бетонных и железобетонных фундаментов

1) Стеновой фундаментный блок сплошной. (Рис 14, а): высота – 300, 400 мм; ширина – 300, 400, 500, 600 мм; длина - 800, 1200, 2400, 3000мм.

2) Стеновой фундаментный блок пустотелый. (Рис 14, б);

3) Фундаментная плита сплошная. (Рис 14, в): высота 300 мм; ширина – 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600мм; высота – 500 мм при ширине 2000 и более мм; длина – 1200, 2400 мм.

4) Фундаментная плита ребристая. (Рис 14, г).

Рисунок 15 - Ленточный сборный фундамент из крупных блоков:

а - разрез и фрагмент раскладки конструкций фундамента, б - общий вид, 1-армированный пояс, 2-стена, 3-фундаментный блок, 4-фундаментная плита, 5-участок, бетонируемый по месту, 6-песчаная подготовка

Фундаментные плиты при слабых основаниях укладывают на тщательно утрамбованную песчаную подготовку, толщиной 100-150 мм.

Стеновые фундаментные блоки укладываются с перевязкой швов. Толщина швов 20мм. Для усиления в швы между блоками могут укладываться арматурные сетки.

Фундаментные плиты могут укладываться прерывисто на расстоянии от 0, 2 до 0, 9м, при этом фундаментные блоки укладываются сплошной стеной. Такой фундамент называется блочный прерывистый.

В панельных зданиях вместо стеновых фундаментных блоков могут использоваться цокольные панели.

На косогорах фундаменты выполняют с продольными уступами. Высота уступов должна быть не более 0, 5м, длина - не менее 1м.

При устройстве осадочных швов в фундаментах предусматривают зазоры на всю высоту фундамента. В них вкладывают доски, обернутые гидроизолирующим материалом.

5) Конструкции столбчатых фундаментов

Столбчатые фундаменты представляют собой отдельно стоящие опоры в виде столбов, на которые под стены укладывают перемычки или фундаментные балки.

Столбчатые фундаменты особенно рациональны при строительстве зданий и сооружений на водонасыщенных слабых и пучинистых грунтах.

Рисунок 16- Схема столбчатого фундамента из бутового камня- 1 - слой гидроизоляции;

2 - несущие железобетонные перемычки;

3 - подушка из непучинистого грунта толщиной до 0, 5 м.

Классификация:

- по материалу столбы для фундамента могут быть каменные, кирпичные, бетонные, бутобетонные, железобетонные (сборные и монолитные), из асбестоцементных труб, металлические.

- по способу устройства: из мелкоразмерных(штучных) и крупноразмерных элементов;

-по конструктивному решению: стаканного и пенькового типа.

Фундаменты стаканного типа устанавливаются под железобетонные колонны в каркасных зданиях различной этажности. Их выполняют сборными из железобетонных элементов, состоящих из фундаментной плиты и фундаментного столба или из блока стаканного типа, образующих башмак.

Имеют углубление для установки колонны (См. рисунок 20).

Фундаменты пенькового типа устраиваются под отдельные опоры с опиранием на обрез фундамента, а также применяются в малоэтажных зданиях (каркасных и бескаркасных) без подвалов с легкими стенами (деревянными, щитовыми, каркасными).

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.

Рисунок 17- Разрезы столбчатых фундаментов.

Минимальное сечение фундаментных столбов, принимается в зависимости от того, из какого материала они изготовлены: бетон – 400 мм; бутобетон – 400 мм; кладка из естественного камня – 600 мм; из бута-плитняка – 400 мм; из кирпича выше уровня земли – 380 мм.

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.

Ростверк, укладываемый поверх столбов, выполняют в виде рядовой перемычки, армированной 4 - 6 арматурными стержнями диаметром 10 - 12 мм, уложенными по слою бетона толщиной 70 мм. Высота рядовой перемычки должна составлять 1/4 пролета, но не менее 4 рядов кладки. Ростверк может быть выполнен в виде монолитной или сборной железобетонной рандбалки.

Длину столбов выбирают, исходя из грунтовых условий строительной площадки: нижние концы столбов должны быть заглублены в малосжимаемые грунты, ниже глубины промерзания.

Сборные столбчатые фундаменты имеют следующие преимущества перед ленточными:

- столбчатые фундаменты при одинаковой глубине заложения примерно в 1, 5 - 2 раза экономичнее ленточных по расходу материалов (бетону, металлу) и стоимости;

- применение сборных столбчатых фундаментов значительно сокращает трудоемкость работ и продолжительность работ нулевого цикла (земляных работ) примерно вдвое;

- стоимость столбчатых фундаментов можно снизить еще приблизительно в 1, 5 раза, если столбы выполнять монолитными в инвентарной опалубке, уменьшив их сечение вдвое по сравнению со сборными.

НЕДОСТАТКИ:

-недостаточно устойчивы в горизонтально подвижных грунтах;

-применение на слабых грунтах при строительстве зданий с тяжелыми стенами ограниченно;

-устройство цокольного этажа при столбчатом фундаменте достаточно сложно.

6) Сплошные (плитные) фундаменты

Плитные фундаменты конструируют в виде плоских и ребристых плит или в виде перекрёстных лент под всей площпадью здания. Для зданий с большими нагрузками, а также в случае использования подземного пространства применяются коробчатые фундаменты.

Рисунок 18- Разрез по стене здания с плитным фундаментом.

Сплошные (плитные) фундаменты применяются в следующих случаях:

-при слабых грунтах на строительной площадке или при значительных нагрузках от здания;

-при разрушенных, размытых или насыпных грунтах основания;

-при неравномерной сжимаемости грунтов;

-при необходимости защиты от высокого уровня грунтовых вод.

Плитные фундаменты проектируют под здания с каркасной и бескаркасной конструктивной системой. Для повышения жёсткости плиты устраивают рёбра в перекрёстных направлениях, которые могут выполняться как рёбрами вверх, так и вниз по отношению к плите.

На пересечениях ребер фундаментной плиты устанавливаются колонны при каркасной конструктивной системе, а при стеновой рёбра используются как стены цокольной части здания, на которые устанавливают несущие конструкции его наземной части.

Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жёстко соединяются с перекрытиями, образуя, таким образом замкнутые различной конфигурации сечения. Основной недостаток- дорогостоящие.

7) Свайные фундаменты

Свайный фундамент- это фундаменты, состоящие из отдельных свай, объединенных поверху бетонной или железобетонной плитой или балкой (ростверком).

Свайный фундамент используется при строительстве зданий на слабых сильносжимаемых водонасыщенных грунтах, а также в случаях, когда на слабый грунт необходимо передать большие нагрузки. При этом нагрузка от здания передается на более плотные грунты, залегающие на глубине.

Рисунок 19- Вид свайного фундамента

Классификация:

По типу материала сваи могут быть деревянными, бетонными, железобетонными, стальными и комбинированными.

По способу устройства сваи подразделяются на забивные (опускаемые в грунт в готовом виде) и набивные (изготовляемые непосредственно в грунте, в пробуренных каналах).

По типу поведения в грунте выделяют сваи-стойки, имеющие под собой прочный грунт и передающие на него давление, и висячие сваи, используемые в случаях, когда глубина залегания прочного грунта достаточно велика (несущая способность таких свай определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи).

По размещению в зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания: в один или несколько рядов или кустами.

По способу устройства ростверка: с монолитным и сборным ростверком.

Глубину забивки свай назначают, исходя из несущей способности сваи и грунта основания.

Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам последних укладывают монолитные или сборные железобетонные ростверки, а на кусты свай - оголовки. При сборных ростверках оголовки устанавливают и на одиночные сваи. В зданиях без подвалов и технических подполий подошва ростверка должна находиться на 0, 1-0, 15 м ниже планировочных отметок поверхности земли у здания. При наличии подвала или технического подполья подо всем зданием отметки пола подвала совмещают с верхом ростверка под наружные и внутренние стены.

Прочность соединения конструкции ростверка со сваей обеспечивают заделкой торца сваи в бетон ростверка. Если ростверк устраивают из сборного железобетона и соединяют со сваей через оголовок, то оголовок устанавливают на сваю, закладные детали ростверка и оголовка сваривают стальными накладками, затем зазоры замоноличивают бетоном.

ДОСТОИНСТВА:

- дают меньшую усадку;

- экономичны (снижают расход материалов, например, бетона v на 40%25);

- менее трудоемки (при их сооружении значительно уменьшается объем земляных работ);

- возможность сооружения на грунтах, обладающих низкой несущей способностью.

НЕДОСТАТКИ

- дорогостоящи

- необходимость использования специальной техники.