Фундамент плита под емкость

Фундаменты под резервуары

Страница 1 из 2

1

2

>

Нужно запроектировать фундаменты под три резервуара для воды, рядом с сущ. зданием. Емкости резервуаров — 2 по 250 м3 и 1 — 100 м3.
Фундаменты существующего здания на глубине 1.8 метра от поверхности земли.
По заданию поставщиков резервуаров — нужно выполнить опорную железобетонную плиту с расставленными закладными.
Грунты основания:
1.5 м — насыпной
1. 2 м — суглинок с IL=0.9
5 м — песок средней крупности

Вопросы такие.
1. Устройство искусственного основания из песка средней крупности. Предполагается отрывка котлована глубиной 1.5 метра. Смущает наличие рядом здания. Как могут сказаться работы по уплотнению основания на конструкциях существующего здания, учитывая, что работы ведутся практически вплотную?
2. Если обойтись без песчаной подушки, то какие могут быть другие варианты? Мне видятся два. Первый — ленточный фундамент по кольцу, плюс ленточный фундамент по осям резервуара крестиком, сверху плита, рассчитываемая как плита перекрытия. Второй — ленточный фундамент по кольцу, плита днища внутри этого кольца, работает как поршень. По первому варианту вертикальная нагрузка приходится через плиту днища на подошвы ленточных фундаментов, во втором случае вертикальная нагрузка давит на плиту днища, а лента по контуру воспринимает растягивающие радиальные напряжения от бокового давления грунта. Насколько жизнеспособны такие решения? Опыт проектирования подобных сооружений небольшой, не хотелось бы изобретать велосипед.
3. Расположение подошвы фундамента резервуара выше подошвы существующих фундаментов очевидно будет хуже, нежели расположение фундаментов в одном уровне. Вопрос в том — насколько хуже?

Источник

10. Основания и фундаменты

10.1. Основные положения

10.1.1. Проектирование основания и фундаментов под резервуар должно выполняться специализированной проектной организацией с учетом положений ГОСТ Р 52910-2008, СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85; СНиП 2.02.04-88; СНиП II-7-87 и дополнительных требований настоящего Стандарта.

10.1.2. Материалы инженерно-геологических и гидрологических изысканий площадки строительства должны содержать следующие сведения о грунтах и грунтовых водах:

— литологические колонки под пятно резервуара, количество, глубина и расположение которых должны обеспечить построение достоверных разрезов вдоль контурной окружности основания и по ее диаметрам;

— физико-механические характеристики грунтов, представленных в литологических колонках (удельный вес γ, угол внутреннего трения φ, сцепление С, модуль деформации Е, коэффициент пористости ε);

— расчетный уровень грунтовых вод с прогнозом гидрологического режима на ближайшие 20 лет для резервуаров объемом до 10000 м 3 и на 50 лет для резервуаров объемом более 10000 м 3 .

Кроме того, если сжимаемая толща представлена слабыми грунтами (модуль деформации менее 10 МПа), то для каждой грунтовой разности должны быть приведены значения коэффициента фильтрации.

Для величин физико-механических характеристик грунтов должны приводиться однозначные расчетные значения.

При проектировании фундаментов резервуаров в сложных инженерно-геологических условиях инженерные изыскания должны выполняться специализированными организациями и содержать данные для выбора типа оснований и фундаментов с учетом возможного изменения (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства.

10.1.3. Расчет основания по деформациям предусматривает определение расчетных значений величин, характеризующих абсолютные и относительные перемещения фундаментных конструкций и элементов стальной оболочки резервуара с целью их ограничения, обеспечивающего нормальную эксплуатацию резервуара и его долговечность.

10.1.4. Расчет осадок основания резервуара следует выполнять, как правило, с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемой среды: полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи или слоя конечной толщины.

В случае, если расчетные значения деформаций основания превышают предельные значения, следует выполнить расчет осадок с учетом совместной работы оболочки резервуара и основания, рассматривая расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентами жесткости, в качестве которых принимаются отношения давления на основание к его расчетным осадкам в различных точках поверхности согласно рекомендациям СНиП 2.01.09.

Расчет системы «резервуар-основание» может быть выполнен также с использованием существующих вычислительных комплексов по определению осадок фундаментов с учетом взаимодействия основания и оболочки резервуара.

10.1.5. Проектная высота расположения днища резервуара определяется технологическим заданием, однако, эта высота должна превышать максимальный уровень окружающей спланированной поверхности земли минимум на 0.5 м, а после достижения основанием расчетных осадок высота днища над уровнем окружающей земли должна быть не менее 0,15 м.

10.1.6. В проекте КМ должно быть представлено задание для проектирования основания и фундаментов под резервуар, включающее расчетные реактивные усилия (нагрузки), передаваемые от корпуса резервуара на его фундамент, а также величины допустимых деформаций основания.

10.2. Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара

10.2.1. Реактивные усилия, передаваемые с корпуса на основание и фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических, сейсмических нагрузок и их сочетаний, приведенных в таблице П.4.6 Приложения П.4.

10.2.2. В состав нагрузок, передаваемых по контуру стенки резервуара на его фундамент, входят нагрузки двух типов.

Нагрузки первого типа, обеспечивающие осесимметричное распределение усилий по контуру стенки, включают:

— вес резервуара с учетом оборудования и теплоизоляции, за вычетом центральной части днища;

— избыточное давление и разрежение в газовом пространстве резервуара.

Нагрузка второго типа возникает от ветрового воздействия на корпус резервуара и создает кососимметричное распределение усилий по контуру стенки.

Ветровая нагрузка вызывает появление опрокидывающего момента, вычисляемого относительно точки, расположенной на оси симметрии опорного контура стенки с подветренной стороны резервуара. Нагрузки первого типа создают момент, препятствующий опрокидыванию резервуара.

10.2.3. Перечень необходимых расчетов включает:

— определение нагрузок на центральную часть днища в условиях эксплуатации, гидро- пневмоиспытаний и при сейсмическом воздействии;

— расчет максимальных и минимальных нагрузок по контуру стенки в условиях эксплуатации и при сейсмическом воздействии;

— проверку на отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления на пустой резервуар;

— проверку на опрокидывание пустого резервуара путем сравнения опрокидывающего момента и момента от удерживающих сил;

— проверку резервуара с продуктом на опрокидывание в условиях землетрясения;

— расчет анкеров, если происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего давления на пустой резервуар;

— расчет анкеров, если устойчивость пустого резервуара от опрокидывания не обеспечена;

— расчет анкеров, если устойчивость резервуара с продуктом от опрокидывания при землетрясении не обеспечена.

Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара при землетрясении приведен в п. 9.6.6.

10.2.4. Опрокидывающий момент, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия, вычисляется по формуле:

10.2.5. Расчетная погонная нагрузка по контуру стенки характеризуется максимальным и минимальным значениями, соответствующими диаметрально противоположным участкам фундамента (рис. 10.1). Максимальная и минимальная нагрузки определяются соответственно, как сумма и разность максимальных нагрузок первого и второго типа (с учетом знаков). Расчетная нагрузка по контуру стенки в основании резервуара определяется по формулам:

Рис. 10.1. Нагрузки на фундамент, передаваемые по контуру стенки резервуара

10.2.6. Расчетная вертикальная нагрузка на фундамент резервуара, соответствующая 1-му расчетному сочетанию нагрузок (таблица П. 4.6 Приложения П.4), составляет:

10.2.7. Если теплоизоляция, или вакуум, или снеговая нагрузка отсутствуют, формула 10.2.6 должна быть приведена в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.

10.2.8. Коэффициент fs назначается согласно указаниям п. 9.2.3.1.7.

10.2.9. Нагрузки на центральную часть днища определяются исходя из величины внутреннего избыточного давления, максимального проектного уровня налива и плотности продукта (эксплуатация) или воды (гидро- пневмоиспытания). Эту нагрузку следует определять по формулам:

pf = γn[0,001g(ρH + ρstbc) + 1,2p],

Pfg = γn[0,001g(ρgH0g + ρstbc) + 1,25p].

10.2.10. Требования по установке анкеров

10.2.10.1. Анкеровка корпуса резервуара требуется если:

— происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления;

— момент от сил, вызванных ветровым воздействием, превышает момент от вертикальных удерживающих сил, действующих на пустой резервуар.

10.2.10.2. В случаях, указанных в п. 10.2.10.1, стенка резервуара прикрепляется к фундаменту анкерными устройствами, шаг установки и размеры которых определяются расчетом.

10.2.10.3. Требуется установка анкеров, если выполняются следующие неравенства, соответствующие условиям п. 10.2.10.1:

Q_min 3 и не менее 1,0 для резервуаров объемом свыше 3000 м 3 . Толщина железобетонного кольца принимается не менее 0,3 м. При строительстве резервуаров в сейсмических районах наличие кольцевого железобетонного фундамента является обязательным. Ширина кольца должна быть не менее 1.5 м, а толщина не менее 0,4 м.

Рис. 10.4. Сплошная железобетонная плита

10.3.4. Фундамент в виде сплошной железобетонной плиты рекомендуется для резервуаров диаметром не более 15 м на немерзлых грунтах, для всех резервуаров на мерзлых грунтах, а также для всех резервуаров при хранении в них этилированных бензинов, реактивного топлива или иных ядовитых продуктов. Для обнаружения возможных протечек продукта железобетонная плита должна иметь уклон не менее 1 % от центра к периметру, а также радиально расположенные дренажные канавки.

Источник

Технология возведения плитного фундамента

При выборе фундамента руководствуются во первых, надежностью, во-вторых стоимостью. Неплохо было бы, если бы сочетались оба качества, но такое возможно не всегда. Одно из самых надежных оснований для строительства дома — фундамент монолитная плита. В некоторых случаях — на нормальных грунтах под легкие дома он обходится относительно недорого, в сложных случаях может быть дорогим.

Плитный фундамент — что это

Монолитная плита под дом относится к плавающим незаглубленным фундаментам, бывает также мелкого заложения. Название свое получила из-за того, что железо-бетонная основа заливается под всю площадь дома, образуя большую плиту.

Обязательным условием является наличие песчано-гравийной подушки, которая перераспределяет нагрузку от дома на грунт, и служит демпфером при морозном пучении. Часто такой фундамент — единственное возможное решение. Например, на нестабильных, сыпучих грунтах или на глинах с большой глубиной промерзания.

Классическая утепленная плита фундамента под дом

Конструкция фундамента монолитная плита несложная и надежная, но для ее изготовления требуется большое количество арматуры и большие объемы бетона высокой марки (не ниже B30), ведь армируется и бетонируется вся площадь, занимаемая зданием, да еще с запасом — для большей стабильности. Потому такой фундамент считается дорогим. В принципе, это так, но надо считать. В некоторых случаях его стоимость ниже, чем ленточного глубокого заложения — за счет меньшего объема земельных работ и меньшего количества бетона.

Глубина заложения монолитной плиты определяется в зависимости от массы дома и типа грунтов. При малом заглублении на пучинистых грунтах зимой дом вместе с основанием может подниматься и опускаться. При правильном расчете армирования и толщины плиты на целостность здания это не влияет. Плита компенсирует все изменения за счет силы упругости. По весне, после того как грунт растает, дом «садиться» на место.

Есть четыре типа плитного фундамента:

• Классический. Железобетонная плита устраивается на песчано-гравийно подушке с утеплением или без. Толщина слоя бетона 20-50 см в зависимости от грунтов и массы здания. Толщина слоев подушки зависит от глубины залегания плодородного слоя — его надо полностью снять. Полученный котлован на 2/3 можно засыпать песком и гравием.

Классический вариант фундамента монолитная плита без утепления

Так выглядит в разрезе русский плитный фундамент

Строение фундаментной плиты с ребрами вниз и вверх

Технология строительства утепленной плиты

Экономия энергоносителей становится действительно актуальной темой, так что фундамент без утепления уже мало кто строит. Любой плитный фундамент — это многослойная конструкция, а в случае с утеплением слоев еще больше. Для достижения нужного уровня качества необходимо тщательно выполнять каждый из уровней. Остановимся на каждом подробнее.

Структура фундамента монолитная плита

Подготовка основания

Размеры котлована под монолитную плиту должны быть больше самого здания, как минимум, на 1 метр. На этом участке полностью снимается плодородный грунт. Его толщина в разных регионах разная — от 20-30 см до 50 см и больше. В любом случае убирают все.

Выкопать котлован с запасом в 1 метр во все стороны

По краю котлована, чуть ниже общего уровня дна, укладываются дренажные трубы, отводящие поверхностные воды в дренажные колодцы. Эта мера необходима, чтобы стены и сам фундамент не мокли.

Полная схема фундамента монолитная плита

Дно ровняют, ямы засыпают, горбы убирают, тщательно все ровняют в уровень горизонта и уплотняют. На выровненное дно раскатывается геотекстиль. Он должен закрывать не только дно, но и стенки. Полотна расстилаются с нахлестом, края склеиваются армированным скотчем. Геотекстиль не дает корням растений прорастать, а также предотвращает вымывание песка, который служит демпферной подушкой.

Выравнивание дна в уровень

На уложенный геотекстиль насыпают чистый песок средней зернистости. Слой песка — 20-30 см. Его насыпают тонкими слоями, равномерно распределяют и послойно трамбуют. Слой песка, который качественно можно утрамбовать ручной виброплитой — 8-10 см. Вот такими слоями и укладывают песок. Он должен также быть уложен в уровень, одинаковым слоем по всему котловану.

Песок насыпан, его надо пролить и утрамбовать

Толщину слоя можно контролировать при помощи натянутых шнуров. Их привязывают к вбитым кольям, специально сделанным опорам — скамейкам, к установленной в уровень опалубке (смотрите на фото ниже). Все шнуры должны находится в горизонтальной плоскости. Зная изначальное расстояние от дна котлована до натянутых нитей, можно определять высоту насыпанного слоя.

На утрамбованный песок насыпают щебень. Засыпают сразу весь объем, равномерно распределяя по площадке. Выровненный щебень трамбуют до высокой плотности.

Щебень засыпан, установлены закладные элементы канализации и водопровода

На этом этапе закладывают канализационные и водопроводные трубы. В уже утрамбованном щебне выкапывают канавы требуемой глубины. Они должны быть такими, чтобы вокруг закладных элементов было некоторое пространство. В канавы укладываются трубы, засыпаются песком, выравнивают, лопатой или доской песок уплотняют. Более серьезное уплотнение может привести к трещинам. Потому и укладывают трубы уже после трамбовки.

Бетонная подготовка

По периметру котлована ставят опалубку. Ее собирают обычно из доски толщиной 40 мм или фанеры 18-21 мм. Высота опалубки для монолитной плиты — суммарная толщина оставшихся слоев. По ее краю удобно контролировать уровень бетона при заливке, потому доска должна быть обрезной. Для экономии материала, можно выставить опалубку только на подготовку. После схватывания бетона ее демонтируют и выставляют выше, используя повторно для заливки основной плиты. Но потери времени при таком подходе значительные, так что так делают далеко не всегда.

В любом случае опалубку подпирают с наружной стороны упорами и укосинами. Конструкция должна быть жесткой, чтобы выдержать массу бетона.

На утрамбованный гравий наливают слой бетона 100 мм. Это может быть бетон невысоких марок — В7,5 — В10. Бетонная подготовка будет надежной основой для укладки гидроизоляции и утеплителя, также служит для более равномерного распределения нагрузки от дома.

Залита бетонная подготовка

Гидроизоляция

Так как монолитная плита фундамента находится полностью в грунте, она нуждается в тщательной гидроизоляции. Потому обычно используют два типа материалов: обмазочную и рулонную. Основание сначала тщательно обеспыливают, потом пропитывают разведенным керосином или растворителем праймером (и бока бетонной подготовки тоже промазывают). Продается он очень густым и плохо схватывается с бетоном. В результате рулонная гидроизоляция приклеивается плохо и фундамент будет мокнуть. Разведенный он становится более текучим и проникает глубже в бетон. Свойства свои при этом почти не теряет.

При раскладке рулонной гидроизоляции, ее выпускают за пределы фундамента на 10-15 см. Полотнища раскатываются с нахлестом, соединяющиеся края обязательно промазывают битумной мастикой и хорошо прижимают. При раскладке надо следить, чтобы не было заломов и волн.

Если уровень грунтовых вод высокий, может понадобится два слоя рулонной гидроизоляции. Ее тогда раскатывают поперек, и клеят тоже на праймер (битумную гидроизоляцию), но уже можно не разводить.

Гидроизоляция монолитной плиты фундамента двойная — обмазочная и рулонная

Из рулонных гидроизоляционных материалов лучше всего себя показали Гидроизол, Технониколь Техноэласт ЭПП -4 на полистироле высокой плотности. У Технолниколя данной марки высокая прочность на разрыв около 60 кг, что увеличивает шансы, что его не повредят при дальнейших работах. Использовать рубероид, как бы ни хотелось сэкономить, не следует. В современном исполнении он слишком тонкий и ломкий, быстро теряет свои свойства. Заменить гидроизоляцию в плите вы не сможете, потому закладывайте лучший материал.

Уменьшить капиллярный подсос влаги через плиту можно еще при помощи жидких пропиток типа Бетонита. Она в разы снижает впитываемость влаги. Проникает на глубину до 50-60 см, так что бетонную подготовку пропитает насквозь. Минус этого материала — высокая цена, но свойства у материала отличные.

Утепление

Для утепления плитного фундамента используют экструдированный пенополистирол высокой плотности. Толщина слоя утеплителя — 10-15 см, в зависимости от региона (для Средней Полосы достаточно 10 см). Укладку проводят как минимум в два слоя, перекрывая швы, который образуют мостики холода. Времени это требует больше, но затраты на отопление будут меньше. Если плиты будут иметь L-образный замок, их можно класть в один слой.

Утеплитель уложен

Так как пенополистирол «не дружит» с нефтепродуктами, на него расстилают плотную полиэтиленовую пленку, а потом уже укладывают теплоизоляционный материал.

Армирование

Для армирующего каркаса используется ребристая арматура класса AIII, диаметром 12-14 мм. Она укладывается вдоль и поперек, с шагом в 15-30 см, может иметь один или два слоя. Все зависит от типа грунта и массы здания. Все параметры армирования считаются отдельно.

От края плиты арматура должна находится на расстоянии не менее 5 см. Потому укладывается она на специальные подставки, которые обеспечивают требуемый зазор.

Первый ряд армирования связан, выставлены некоторые стойки для подвязывания второго пояса

При армировании получается клетка, в каждом месте пересечения прутья связывают между собой специальной мягкой стальной проволокой. Есть еще техники соединения — при помощи пластиковых хомутов или сварки. Пластиковыми хомутами связывать быстро, но не все им доверяют. Сварку использовать не рекомендуют, потому что сварной шов — самое уязвимое для ржавчины место, да и слишком жесткое получается соединение. При использовании проволоки и хомутов вся конструкция может немного «играть» без разрушения связки, а при сварке такие подвижки приводят к тому, что шов лопается. В результате надежность такого армирования низка.

Заливка фундаментной плиты бетоном

Толщина плиты рассчитывается под каждый конкретный случай и может быть от 20 см до 50 см. При заливке используют бетон не ниже марки B30. Весь периметр надо залить за один день, избегая появления вертикальных швов. Потому для бетонирования плитного фундамента чаще всего бетон привозят готовый: требуются большие объемы в определенный срок.

Одновременно с распределением бетона его вибрируют

График прибытия машин надо рассчитать так, чтобы у вас было время распределить первую порцию и уплотнить ее. Для уплотнения используют строительные глубинные вибраторы, которые создают высокочастотные колебания. В результате удаляются весь воздух, бетон лучше перемешивается, становится более текучим и пластичным. Результат этой обработки — не только ровная поверхность бетона, но и более высокий класс по гигроскопичности.

В крайнем случае можно заливать плиту горизонтальными слоями. Вертикальное деление в данном случае неприемлемо, так как в местах стыков скорее всего пойдут трещины.

Уход за бетоном

Для нормального процесса твердения бетона необходим достаточный уровень влажности 90-100% и температуры выше +5°C. Заливать плиту желательно в теплую погоду с температурой около +20°C. Этот температурный режим оптимален для процесса твердения. Уход за бетоном монолитной плиты состоит в предупреждении механических повреждений и поддержании влажности.

Сразу же после укладки бетон закрывают пеленкой или брезентом. Это не дает ему нагреваться от солнца, на него не действует ветер. Пленку склеивают в большие полотнища. Полосы укладывают с заходом в 10-15 см, проклеивают скотчем. Желательно чтобы непрокленных стыков было как можно меньше, то есть укрытие должно состоять из одного или двух кусков, если один слишком неудобен. При этом отдельные куски пленки заходят один на другой не менее чем на полметра.

Послезаливки монолитная плита укрывается пленкой

Размеры пленки такие, чтобы была закрыта и боковая поверхность опалубки, а на края пленки можно было уложить груз, который не даст ветру ее поднять. Также грузом — досками- прижимают место прехлеста двух полотнищ, чтобы уменьшить парусность, их можно разложить по поверхности.

Если температура воздуха выше +5°C, примерно через 8 часов после заливки, бетон первый раз поливают водой. Орошение должно быть капельным, не струйным. Чтобы не повредить поверхность каплями, на нее можно уложить мешковину или насыпать слой опилок, а сверху закрыть пленкой. Поливают укрывной материал, а он поддерживает влажность бетона. В любом случае полив ведут только при температуре выше +5°C.

Политая поверхность

Если есть угроза заморозка, плиту и опалубку дополнительно утепляют. Использовать можно любые теплоизолирующие материалы, как приготовленные для строительства дома, так и опилки, солому и другие подручные средства.

Когда снимать опалубку

Для монолитной плиты рекомендуют удалять опалубку после того, как бетон наберет 70% от проектной прочности. Этот срок зависит от температуры, в которую происходит твердение. Эта зависимость приведена в таблице.

Таблица набора прочности бетона в зависимости от температуры

Отличия утепленной монолитной шведской плиты и видео о ее строительстве

Как уже говорили ранее, разработанная шведскими строителями утепленная плита под дом является энегосберегающей. При ее строительстве используется несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола. В результате утечки тепла в грунт минимальны. Второе коренное отличие — вмонтированная в плиту система водяного теплого пола.

Так как инженерные системы оказываются залиты в толще бетона, она требует точного и грамотного расчета. Высокие требования предъявляются и к исполнению. Даже небольшие ошибки критичны. Делать УШП вы можете и сами, но проект лучше заказать. Примерный расклад по затратам смотрите в следующем фото. Суммы уже неактуальны, но процентное соотношение справедливо. Стоимость проекта фундамента составляет порядка 1%.

Примерное процентное соотношение затрат на монолитный плитный фундамент

В следующих видео вы увидите этапы изготовления шведской плиты под конкретный дом. Описано много полезных приспособлений, которые облегчат работу, даны пояснения по некоторым особенностям.

Источник