Конструктивные решения отдельно стоящих фундаментов, область их применения
— По конструктивным решениям ФМЗ разделяют на:
· отдельно стоящие фундаменты:
a) под колонну (опору);
b) под стены (при малых нагрузках)
1.2. Конструкции фундаметов мелкого заложения
А. Отдельные фундаменты
Отдельно стоящие фундаменты могут быть бесстаканного и стаканного типов, сборными и монолитными. Представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью.
— Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости α (≈30-40º), т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения.
-Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн – соединением арматуры колонн с выпуском из фундамента, а стальных колонн – креплением башмака колонны к анкерным болтом, забетонированным.
— Размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника монолитных фундаментов принимаются кратным 300 мм, а высота ступеней — кратной 150 мм.
— При устройстве отдельных фундаментов под стены по обрезу фундаментов, а при необходимости и через дополнительные опоры, укладываются фундаментные балки (рандбалки), на которые упираются подземные конструкции (рис 10.4.а).
— В тех случаях, когда это возможно, сборный фундамент устраивают из одного элемента (рис 10.4.б) или переходят на монолитный вариант фундамента.
— с целью сокращения трудоемкости работ по устройству фундаментов и уменьшению их стоимости создаются новые типы фундаментов, которые в соответствующих грунтовых условиях оказываются более экономичными по сравнению с традиционными типами.
Фундаменты мелкого заложения могут применяться для любых зданий и сооружений и инженерно-геологических условий. Однако при наличии в основании слабых слоев грунта выбор типа фундамента (мелкого или глубокого заложения) должен определяться на основе технико-экономического сравнения вариантов. Чаще всего применяется в строит-ве промышленных зданий.
Фундаменты под колонны могут иметь одну или несколько ступеней. Верхняя часть такого сборного фундамента имеет подколонник. Место в подколоннике, в которое устанавливается колонна, называется стаканом.
Столбчатые фундаменты под многоэтажные здания устраивают тогда, когда нагрузка на основание незначительна, а также при заложении фундаментов на большой глубине. Столбчатые фундаменты широко применяют под колонны, столбы гражданских и промышленных зданий с полным и неполным каркасом. Монолитные и железобетонные фундаменты возводят по слою щебня толщиной 5-10 см, втрамбованного в грунт. После чего устанавливают опалубку (рис. 1), укладывают арматурный каркас и осуществляют процесс бетонирования.
При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железобетонными. Расстояние между осями фундаментных столбов применяют 2,5…3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками.
Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных-0,6 на 0,6 м; бетонных-0,4 на 0,4 м. Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4…5 м), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов. Столбы перекрывают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5…0,6м). Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку выполняют из шлака или керамзита. Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий.
Источник
Вопрос 15. Классификация фундаментов.
Фундамент – это заглубленный ниже поверхности грунта конструктивный элемент, воспринимающий нагрузки на здание и передающий их от здания основанию, называют фундаментом. Фундаменты классифицируют по конструктивным схемам, материалу, характеру работы и глубине заложения.
По конструктивным схемам:
· ленточные, располагаемые непрерывной лентой под несущими стенами здания;
· столбчатые, в виде отдельных опор под колоннами каркасных зданий;
· сплошные, в форме массивной плиты под зданием;
· свайные, в виде железобетонных или других стержней, забитых в грунт.
По материалу:
· из природного камня;
По характеру работы:
· жесткие, работающие только на сжатие;
· гибкие, работающие на сжатие и изгиб.
По глубине заложения:
· фундаменты мелкого заложения (до 5м);
· фундаменты глубокого заложения (более 5м).
Ленточные фундаменты — возводят непосредственно под стены дома или под ряд отдельных опор. В первом случае они имеют форму непрерывных подземных стен, во втором — состоят из железобетонных перекрестных балок. Данный тип фундамента целесообразен для зданий с тяжелыми (каменными, бетонными, кирпичными) стенами, при устройстве подвалов и цокольных этажей, а также при неглубоком заложении на сухих непучинистых грунтах, даже если здание строят из легких конструкций и без цоколя и подвала. На пучинистых глубоко промерзающих грунтах устройство ленточных фундаментов технически трудно выполнимо и экономически не оправдано. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными. Для сооружения ленточных монолитных фундаментов на дне котлована выставляется опалубка, вяжется арматурный каркас и между стенками опалубки заливается бетон. Для снижения потерь при обогреве дома в такие фундаменты закладывается утеплитель (керамзит, минераловатные плиты, пенопласт). Сборные ленточные фундаменты состоят из крупных бетонных или железобетонных блоков.
Сборные конструкции ленточного фундамента:
— железобетонные плиты ленточного фундамента ФЛ («подушки») (рис. 89, 90);
-бетонные блоки стен подвала – фундаментные блоки сплошные ФБС (рис. 89, 90).
Координационные размеры плит ФЛ
| Марка по ГОСТ (сокращенная) | Высота, мм | Длина, мм | Ширина, мм |
| Несущие стены | Самонесущие стены | ||
| ФЛ16.30, ФЛ14.30 | 1000…2400 1400, 1600 ( в курсовой работе) | 1000…2400 1200, 1400 (в курсовой работе) | |
| ФЛ16.24, ФЛ14.24 | |||
| ФЛ16.12, ФЛ14.12 | |||
| ФЛ16.8, ФЛ14.8 | |||
| Марка плит: ФЛ «координационная ширина в дм». «координационная длина в дм» |
Координационные размеры блоков ФБС
| Марка по ГОСТ (сокращенная) | Длина блока L, мм | Высота блока h, мм | Ширина блока b, мм | Соответствующая ширина несущего слоя стены, мм |
| Кирпич | Камни | Брус, стальной каркас | ||
| ФБС 24.3.6 ФБС 9.3.6 | 2400, 900 | 150…250 | ||
| ФБС 24.4.6 ФБС 12.4.6 ФБС 9.4.6 | 2400, 1200, 900 | |||
| ФБС 24.5.6 ФБС 12.5.6 ФБС 9.5.6 | ||||
| ФБС 24.6.6 ФБС 12.6.6 ФБС 9.6.6 | ||||
| ФБС 12.4.3 | 150…250 | |||
| ФБС 12.5.3 | ||||
| ФБС 12.6.3 |
Столбчатый фундамент
Рис. 91. Конструкция столбчатого фундамента и фундаментных балок из керамического кирпича
Конструкции столбчатого фундамента:
-фундаментная балка, воспринимающая нагрузку от стен и передающая ее на столбы.
Фундаментные столбы – отдельно стоящие элементы фундамента, размещаемые с определенным шагом под несущими надземными конструкциями здания и объединенные по верху фундаментной балкой.
Столбы выполняют сборными или монолитными из бетона, ступенчатыми или постоянного по высоте квадратного (прямоугольного) сечения. Столбы устанавливаются под несущими и самонесущими стенами, наружными и внутренними, на отметке, соответствующей глубине заложения фундамента. Обрез столба располагают на уровне планировочной отметки земли или заглубляют на глубину до 150 мм.
Столбы устанавливают в местах пересечения стен и под простенками, а под протяженными участками стен без проемов – с определенным шагом. Шаг столбов зависит от нагрузки, передаваемой на фундамент. Наиболее нагруженными являются внутренние несущие стены, воспринимающие нагрузку от двух рядов перекрытий.
При расстановке столбов ось симметрии столбов совмещается с осью симметрии стены. Для многослойной стены, конструктивно состоящей из несущего и теплоизоляционного слоев (облегченная кладка из мелких камней с наружным утеплением из пенополистирольных плит), ось симметрии столба совмещается с осью симметрии несущего слоя стены. Соответствующая величина привязок столбов к координационным осям высчитывается и указывается на схеме.
По обрезу столбов устраиваются фундаментные балки, объединяющие столбы и воспринимающие нагрузку от стен. Ось симметрии балки совмещают с осью симметрии столбов и несущего слоя стен. Балки могут выполняться из сборных железобетонных элементов, монолитными железобетонными или кирпичными из керамического кирпича с армопоясом по низу. Кирпичная кладка выводится при этом выше уровня земли и выполняет функции цоколя стены. Минимальная высота сечения балки зависит от материала балки и шага столбов. В зависимости от ширины стены может приниматься различная ширина балки под отдельные стены здания, а высоту балок необходимо принимать постоянной при одинаковой глубине заложения столбов фундамента.
Фундамент под крыльца, веранды, террасы, санитарно-технические стенки с вентканалами отделяется от фундамента под стены здания деформационным осадочным швом. Площадку крыльца выполняют по бетонной подготовке по уплотненному слою грунта. Ступени крыльца могут выполняться сборными из железобетона по кирпичным стенкам из керамического кирпича. Глубина заложения кладки стенок крыльца относительно планировочной отметки земли принимается не менее 500 мм.
Размеры и размещение столбов фундамента
| Размещение столбов — в местах пересечения стен и под простенки, далее с шагом: | Шаг столбов = LБАЛКИ, мм (модуль 1/5М, 1/10М) | Ширина столба b, мм | Высота столба H, мм |
| — под несущие стены | до 2000 | ||
| -под самонесущие стены | 2000…4000 |
Свайные фундаменты — состоят из отдельных свай, перекрытых сверху железобетонной плитой или балкой (ростверком). Свайный фундамент используется в случаях, когда на слабый грунт необходимо передать большие нагрузки.
По типу материала сваи могут быть: деревянными, бетонными, железобетонными, стальными и комбинированными. Деревянные сваи наиболее экономичны, но подвержены гниению. Сваи из железобетона стоят дороже, но они более долговечны и способны выдерживать большие нагрузки. По методу изготовления и погружения в грунт сваи подразделяются на: забивные (опускаемые в грунт в готовом виде) и набивные (изготовляемые непосредственно в грунте, в пробуренных каналах). Для свайных фундаментов малоэтажных зданий применяют следующие виды свай [52]:
— забивные (вдавливаемые) призматические железобетонные сваи сечением 300×300 мм (рис. 92);
— короткие забивные (вдавливаемые) пирамидальные (с наклонными боковыми гранями) железобетонные сваи с предварительно-напряженной арматурой без поперечного армирования;
— буронабивные железобетонные сваи диаметром 300-600 мм длиной до 3 м
с уплотненным трамбованием забоем;
— набивные железобетонные сваи диаметром 300-600 мм длиной до 3 м, устраиваемые в пробитых скважинах;
— буроинъекционные сваи диаметром 150-250 мм;
— трубчатые металлобетонные сваи диаметром 159-325 мм;
Забивные (вдавливаемые) сваи – сваи, погружаемые в грунт с помощью молотов, вибропогружателей, вдавливающих или виброударных устройств без выемки грунта или в предварительно выполненные скважины (лидерные скважины).
Буронабивные сваи – сваи, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью с предварительной установкой в скважину арматурного каркаса свай (рис. 93, 94). Уплотнение забоя производят путем втрамбовывания в грунт слоя щебня толщиной не менее 100 мм до образования уширенной части в основании сваи. Уширение нижнего конца сваи, показанной на рис. 94, выполнено камуфлетным взрывом заряда взрывчатого вещества, помещенного в забой пробуренной скважины до бетонирования.
Набивные виброштампованные сваи – сваи, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом и закрепленным на ней вибропогружателем. Арматурный каркас сваи устанавливается также с помощью виброштампа. Пробитая скважина устраивается без выемки грунта путем многократного сбрасывания с высоты чугунного конуса. При устройстве таких свай вокруг ствола свай создается уплотненная зона, в пределах которой повышается прочность грунта и снижается его деформативность.
Буроинъекционные сваи – сваи, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси или цементно- песчаного раствора.
Металлобетонные сваи – сваи с бетонным стволом в металлической оболочке в виде трубы, погружаемой в грунт вибропогружением, забивкой или вдавливанием. Такие сваи устраивают на местности, покрытой водой, или вблизи существующих зданий, когда в основании залегают неустойчивые грунты.
Сваи-колонны – забивные сборные железобетонные сваи квадратного сечения, нижняя часть которых погружена в грунт, а верхняя выполняет функции стоек каркаса надземной части здания. Выполняются со специальными консолями для опирания ригелей каркаса. Применяются для сельскохозяйственных одноэтажных зданий с типовым железобетонным каркасом.
Размеры и размещение свай
| Размещение – в местах пересечения стен, далее с шагом: | Шаг свай в пределах 3ˑdСВАИ…6ˑdСВАИ с модулем 1/5М, 1/10М | Сечение сваи dСВАИ, мм | Сечение ростверка b×h, мм bРОСТВЕРКА ≥ dСВАИ +свесы по 100 мм bРОСТВЕРКА ≥ bСТЕНЫ-200 мм |
| — под несущие стены | 900…1400 | 300×300 | 600×500 |
| — под самонесущие стены | 1400…1800 | 300×300 | 600×500 |
Сплошной фундамент устраивают под всей площадью здания в виде массивной монолитной железобетонной плиты, которая связывают между собой железобетонными балками, воспринимающими — нагрузку от стен.
Под фундаментными балками для предупреждения деформаций, связанных с пучением и осадкой основания, устраивают шлаковую или песчаную подсыпку, обеспечивает равномерную осадку всему зданию и может защищать подвальные этажи от подпора грунтовых вод. Такие фундаменты возводятся при больших нагрузках от здания и слабых или неоднородных грунтах.
Источник