Что такое массивные фундаменты глубокого заложения

Массивные фундаменты глубокого заложения из опускных колодцев и кессонов

Конструкции и область применения опускных колодцев и кессонов

Опускной колодец представляет собой открытую сверху и снизу железобетонную (реже стальную и бетонную) конструкцию (рис. 9.1), стены которой в нижней части имеют заострения (консоли), обычно усиленные металлом (ножи). Опускные колодцы погружаются в грунт под действием собственного веса по мере разработки и удаления грунта, расположенного в полости колодца и ниже его ножа.

Рис. 9.1. Опускной колодец а — погружение колодца.; б — фундамент в виде опускного колодца; 1 — консоли; 2 — стенки колодца; 3 — надфундаментная часть опоры; 4 — железобетонная плита; 5 — бетон, уложенный насухо; 6 — подводный бетон; 7 — прочный грунт; 8 — слабый грунт

Стены колодцев либо сооружают сразу на полную высоту, либо наращивают по мере погружения колодцев в грунт (рис. 9.1,а).

Погружение опускных колодцев в грунт производят с откачкой или без откачки воды из их полости.

После достижения опускным колодцем проектной глубины заложения фундамента полость колодца целиком (рис. 9.1,6) или частично заполняют бетонной смесью сначала подводным способом, а затем насухо. В верхней части колодца сооружают распределительную железобетонную плиту, на которой впоследствии ведут кладку надфундаментной части опоры; в некоторых случаях такую плиту не делают.

Опускные колодцы применяют в случаях расположения грунтов с достаточной несущей способностью на больших (более 5—8 м) глубинах, когда сооружение фундаментов в открытых котлованах из-за сложности крепления их стен экономически нецелесообразно или технически неосуществимо. Так как в подобных случаях кроме опускных колодцев можно применять фундаменты из свай или оболочек, выбор типа фундамента производят на основе технико-экономического сравнения вариантов. Достоинством фундаментов из опускных колодцев является возможность их погружения без использования сложного технологического оборудования. Недостатками их являются большой объем кладки и значительные трудности, возникающие при встрече колодцев в водонасыщенных грунтах с препятствиями в виде крупных валунов, скальных прослоек, топляков и т. п. Устранение таких препятствий возможно лишь после откачки воды из колодцев, что при водонасыщенных грунтах не всегда удается сделать. Трудности, связанные с необходимостью осушения колодца, возникают и при посадке его на скальный грунт, поверхность которого не бывает строго горизонтальной и нуждается в планировке для возможности опирания на него колодца по всему периметру.

Рис 9.2. Кессон а — погружение кессона; б — кессонный фундамент; 1 — консоль; 2 — надкессонная кладка; 3 — трубы для сжатого воздуха; 4 — компрессорная станция; 5 — центральная шлюзовая камера; 6 — прикамерки; 7 — шахтные трубы; 8 — потолок кессона; 9 — нож; 10 — рабочая камера кессона; 11 — кладка надфундаментной части опоры; 12—бетон заполнения шахты; 13 — бетон заполнения рабочей камеры; 14 — прочный грунт; 15 — слабый грунт

Указанные трудности преодолеваются, если фундамент сооружают с применением кессона (рис. 9.2). Кессон (рис. 9.2,а) представляет собой открытую снизу железобетонную или стальную конструкцию, состоящую из потолка и боковых стен. Толщина стен кессона книзу уменьшается и они заканчиваются консолью со стальным ножом. Полость в нижней части кессона называют рабочей камерой. В ней производят разработку грунта, по мере которой кессон опускается под действием собственного веса, а также веса надкессонной кладки, возводимой из бетона над потолком в процессе погружения кессона в грунт. Подачей в рабочую камеру сжатого воздуха обеспечивают отжатие из нее воды, что позволяет вести разработку грунта насухо.

Сжатый воздух вырабатывается компрессорной станцией и подается по трубам как в рабочую камеру кессона, так и в шлюзовой аппарат. Последний состоит из центральной шлюзовой камеры и двух прикамерков — один для рабочих, второй для материалов. Шлюзовой аппарат устанавливают на две шахтные трубы, которые собирают из отдельных металлических звеньев и используют для подъема и спуска рабочих, а также вертикального транспорта материалов и грунта.

Спуск рабочих в камеру кессона производят в следующем порядке. Из пассажирского прикамерка выпускают сжатый воздух, что позволяет открыть вовнутрь наружную дверь прикамерка, в которую входят рабочие. Дверь закрывают и в прикамерок из центральной шлюзовой камеры подают сжатый воздух. Когда давление воздуха в прикамерке станет равным давлению воздуха в центральной шлюзовой камере, открывают дверь между ними и рабочие переходят в эту камеру, а потом по металлической лестнице, установленной в шахтной трубе, спускаются в камеру кессона. Подъем рабочих в центральную шлюзовую камеру и выход их наружу осуществляют в обратном порядке.

Изменение давления от нормального к повышенному (процесс шлюзования) и от повышенного к нормальному (процесс вышлюзовывания) в пассажирском прикамерке необходимо производить так, чтобы рабочие могли постепенно приспособиться к новым условиям. Время, потребное для шлюзования и вышлюзовывания, тем больше, чем выше давление воздуха в кессоне.

Для возможности отжатия воды из рабочей камеры кессона избыточное (сверх нормального) давление воздуха в ней должно несколько превышать гидростатическое давление на уровне низа ножа кессона.

Наибольшее избыточное давление, при котором разрешается работать людям в кессоне, равно 400 кПа. Это определяет максимальную глубину погружения кессона от уровня воды в 40 м.

После достижения проектной глубины заложения фундамента камеру кессона заполняют бетонной смесью (рис. 9.2,6). Затем демонтируют шлюзовой аппарат и шахтные трубы; вертикальную шахту заполняют бетонной смесью. В результате получается массивный фундамент глубокого заложения, на котором возводят кладку надфундаментной части опоры.

Преимущество кессонов по сравнению с другими типами фундаментов заключается в том, что они позволяют возводить фундамент глубокого заложения в любых гидрогеологических условиях. В рабочей камере кессона возможно освидетельствование и даже испытание грунта основания, что весьма ценно.

Кессоны имеют и существенные недостатки, к которым в первую очередь следует отнести вредное воздействие сжатого воздуха на организм рабочих, большой объем бетонной кладки в массивной конструкции фундамента, неиндустриальность конструкции и высокую стоимость кессонных работ. Если под избыточным давлением до 175 кПа разрешается находиться не свыше 7 ч в сутки, то под давлением в 350—400 кПа максимальное время пребывания составляет только 2 ч, из которых 1 ч затрачивается на процессы шлюзования и вышлюзовывания и только 1 ч используется на полезную работу. В связи с этим стоимость кессонных работ резко возрастает с увеличением глубины погружения кессона в грунт.

Источник

Фундамент глубокого заложения

Для сотрудничества с фирмой позвоните нам ко контактным номерам, или заполните расположенную ниже форму «Отправить заявку». На странице приведена информация о фундаментах глубокого заложения. Мы рассмотрим разновидности таких оснований, узнаем сферу их использования и технологию обустройства.

Когда необходим фундамент глубокого заложения

Фундамент глубокого заложения (ФГЗ) представляет собой конструкцию, опорная подошва которой размещена ниже границы промерзания земли. Средняя глубина закладки ленточных и плитных фундаментов- 2 м, при монтаже свайных оснований она может доходить до 15 и больше метров.

Фундаменты глубокого заложения предназначены для строительства зданий любой этажности, в зависимости от грунтовых условий на таких оснований возводятся как 1-3 этажные постройки из кирпича и дерева, так и многоэтажные сооружения.

Необходимость в использовании данных фундаментов возникает при строительстве зданий на пучинистых грунтах. Пучение — это выталкивающая нагрузка, которую почва оказывает на расположенную в ней конструкцию. Причиной пучения является сезонное замерзания грунтовых вод, которые при кристаллизации расширяются, вследствие чего грунт увеличивает свой объем и давит на основание.

Существует два вида сил пучения — вертикальные и касательные. Последние воздействуют на стенки фундамента, в результате трения с горизонтальными поверхностями расширяющейся почвы. Вертикальные воздействия работают на подошву основания снизу-вверх, давление от таких нагрузок, в сравнении с касательными, значительно больше.

В отличие от ФГЗ ленточного и плитного типа, свайные фундаменты применяются для возведения домов в слабых грунтах. Поверхностный пласт почвы любого строительного участка представлен низкоплотным, сжимаемым слоем грунта, при передаче на него нагрузок от массы здания может произойти осадка сооружения.

Сваи, которые опускаются в почву на глубину 6-15 метров, переносят вес сооружения на несжимаемый пласт глубинного грунта, грузонесущих качеств которого достаточно для строительства тяжелых капитальных сооружений из бетона или кирпича.

Виды фундаментов глубокого заложения

Фундаменты глубокой закладки классифицируются основания ленточного, плитного и свайного типа. Рассмотрим их подробнее.

Ленточный фундамент

Ленточный ФГЗ представляет собой монолитную конструкцию из железобетона, повторяющую контуры внешних и внутренних стен сооружения. Данный фундамент пригоден для возведения домов высотой до 3-ех этажей из любых стройматериалов — дерева, кирпича, пенобетона. Фундаментные ленты являются одним из наиболее распространенных типов ФГЗ, поскольку земляные работы на откопку траншеи значительно менее трудоемки, чем разработка котлована под плитное основание.

Обустройство ленточного фундамента выполняется в следующей последовательности:

• Производится очистка территории от мусора и растительности, удаляется слой дерна. При наличие на участке естественного уклона площадка выравнивается с помощью грейдера либо экскаватора;
• Выполняется разметка основания с помощью опалубочных щитов и бечевки — указываются контуры внешних и внутренних стен здания;

• Откапывается траншея повторяющая очертания фундаментной ленты. Глубина траншеи на 20 см. превышает проектные данные — излишек необходим для подсыпки уплотняющей подушки, которая состоит из одинаковых по толщине слоев песка и гравия. После подсыпки подушка уплотняется трамбованием;
• По периметру траншеи формируется опалубка из сбитых в щиты досок либо фанеры толщиной 1 см. Высота опалубки равна высоте выступающей над грунтом части ленты. Конструкция укрепляется боковыми откосами и горизонтальной планкой в верхней части. После монтажа опалубка и стенки траншеи покрываются гидроизоляционным материалом;

• Из арматурных прутьев собирается каркас, состоящий из верхнего и нижнего пояса (применяются рифленые прутки 12-18 мм. в диаметре ), соединенных вертикальными перемычками. Сборка каркаса выполняется посредством сварки либо вязки проволокой. Углы ленты и места соединения стен дополнительно усиливаются Г-образной арматурой;

• Лента заливается бетоном марки М200 или М300. По завершению заливки фундамент укрывается клеенкой и периодически увлажняется. Основание набирает проектную прочность за 20-28 дней.

Плитный фундамент

Плитное основание представляет собой монолитную железобетонную плиту, занимающую всю площадь здания. В отличие от ленточных ФГЗ, такие фундаменты не углубляются на толщину всего промерзающего пласта грунта — их толщина равна 30-50 см, под плиту откапывается котлован требуемой глубины и фундамент размещается на дне выемки.

Монтаж плитного основания реализуется в следующей последовательности:

• Подготовительные работы — удаление растительности, снятие дерна, выравнивание участка;
• Разметка внешних контуров фундамента с помощью обносочных щитов;
• Разработка котлована посредством экскаватора (глубина с запасом на песчано-гравийную подсыпку);
• Формирование опалубки из фанеры либо досок на дне котлована;

• Укладка уплотняющей подсыпки толщиной 20-50 см из песка и гравия, ее увлажнение и трамбовка;
• Заливка «подбетонки» — слоя бетона 2-4 см толщины. Используется жидкая смесь, которая заполняет полости между щебнем и после отвердевания останавливает утечку цементного молочка из основной плиты;
• Монтаж сплошного армокаркаса, состоящего из двух продольных поясов, скрепленных вертикальными перемычками;
• Заливка плиты бетоном марки М300 и виброуплотнение смеси.

Дальнейшие работы по возведению стен цокольного этажа выполняются после набора плитой проектной прочности.

Свайный фундамент

Фундамент из ЖБ свай состоит из двух конструктивных элементов — свайных опор (в жилищном строительстве используются квадратные столбы сечением 30х30 см) и железобетонного ростверка (обвязки). Ростверк соединяет сваи между собой, обеспечивая их устойчивость, и выступает как опорная поверхность для кладки стен дома.

Ростверк может быть плитным (при сплошном расположении свай) либо ленточным (при последовательной схеме). В малоэтажном строительстве преимущественно используется обвязка ленточного типа.

Монтаж ЖБ свай выполняется копровыми установками, которые погружают опоры методом ударной забивки. Обвязка выполняется вручную, технология ее обустройства аналогична рассмотренному выше алгоритму создания ленточных и плитных оснований.

Последовательность возведения свайных фундаментов:

• Разметка крайних контуров фундамента (стен дома), точек монтажа свай и их высотного уровня;
• Забивка свай дизель-молотом до наступления предусмотренного проектом отказа;
• Выравнивание свайного поля гидравлической сваерезкой;
• Формирование опалубки под заливку ростверка, сборка армокаркаса и его стыковка с арматурой свай;
• Заливка ростверка бетоном.

Особенности фундамента глубокого заложения

Ленточные и плитные ФГЗ рационально обустраивать при низком уровне грунтовых вод. Если УГВ высокий (до 2 м. от поверхности), то опорная часть фундаментов будет размещаться в слое пластичного, пропитанного влагой грунта с низкой несущей способностью, что чревато осадкой основания под весом здания.

Опускать в данном случае ленту на большую глубину не имеет смысла ввиду увеличивающегося расхода бетона, что приводит к значительному росту затрат на реализацию проекта. На участках с высоким уровнем грунтовых вод, либо при строительстве тяжелых сооружений на слабых грунтах, целесообразно использовать фундаменты на железобетонных сваях.

СК «Установка Свай» предлагает услуги по монтажу надежных свайных фундаментов, устойчивых в пучинистых, низкоплотных и подвижных грунтах. В плане соотношения цена/качество это лучший вариант фундамента для частного строительства.

Полезные материалы

Заглубленный ленточный фундамент

Заглублённый ленточный фундамент полностью отвечает традиционному принципу строителей: Чтобы фундамент был качественным и надёжным.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Данный тип ленточного фундамент получил широкое применение в малоэтажном строительстве, при возведение одноэтажных бань, домов как из дерева.

Фундамент под ключ

СК «Установка Свай» предоставляет услуги по созданию фундаментов на сваях под ключ — мы готовы взять на себя реализацию всех этапов свайных работ.

Источник