Фундамент с разной отметкой

5.4. ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ (ч. 1)

Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность и деформации основания, не превышающие предельные по условиям нормальной эксплуатации проектируемого сооружения и находящегося в нем оборудования.

Выбор глубины заложения фундаментов рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов фундаментов. Глубина их заложения должна определяться с учетом:

• – назначения, а также конструктивных особенностей сооружения (наличия и размеров подвалов, фундаментов под оборудование и т.д.);
• – размера и характера нагрузок и воздействий на фундаменты;
• – глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, фундаментов под оборудование, глубины прокладки коммуникаций;
• – существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
• – инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, пустот, образовавшихся вследствие растворения солей и пр.);
• – гидрогеологических условий площадки (уровней подземных вод и верховодки, а также возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения, агрессивности подземных вод и т.п.);
• – глубины сезонного промерзания грунтов [2, 4].

Глубина заложения фундаментов исчисляется от поверхности планировки или пола подвала до подошвы фундамента, при наличии бетонной подготовки — до низа ее. При выборе глубины заложения фундаментов в необходимых случаях при соответствующем обосновании следует учитывать возможность дальнейшей реконструкции проектируемого сооружения (устройство новых коммуникаций, подвальных помещений, фундаментов под оборудование и пр.).

Фундаменты сооружения или его отсека, как правило, должны закладываться на одном уровне. При заложении ленточных фундаментов смежных отсеков на разных отметках переход от более заглубленной части к менее заглубленной должен выполняться уступами. Уступы должны быть не круче 1:2, а высота уступа — не более 60 см. Ленточные фундаменты примыкающих частей отсеков должны иметь одинаковое заглубление на протяжении не менее 1 м от шва.

Допустимая разность отметок заложения соседних столбчатых фундаментов (или столбчатого и ленточного) определяется по формуле

где а — расстоянии между фундаментами в свету; φ_I и c_I – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта; р — среднее давление под подошвой расположенного выше фундамента от расчетных нагрузок (для расчета оснований по несущей способности).

Столбчатые фундаменты, разделенные осадочным швом, следует располагать на одном уровне.

Условие (5.24) распространяется и на случай определения допустимой разности отметок заложения фундаментов сооружения и рядом расположенных каналов, тоннелей и пр.

Фундаменты проектируемого сооружения, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется принимать на одной отметке. Переход на большую глубину заложения следует выполнять исходя из условия (5.24). Если оно не выполняется, необходимо устройство шпунтовой стенки или другого ограждения (рис. 5.14).

При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется:

• – предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта на 10—15 см;
• – избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта малой толщины, если его строительные свойства значительно хуже свойств подстилающего слоя;
• – закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ.

При необходимости заложения фундаментов ниже уровня подземных вод следует предусматривать методы производства работ, сохраняющие структуру грунта.

Если глубина заложения фундаментов по условиям несущей способности и деформируемости грунтов основания оказывается чрезмерно большой, рекомендуется рассмотреть применение мероприятий по улучшению строительных свойств грунтов основания или переход на свайные фундаменты.

Одним из основных факторов, определяющих заглубление фундаментов, является глубина сезонного промерзания грунтов, которые при промораживании увеличиваются в объеме, а после оттаивания дают значительные осадки. Промерзание водонасыщенных грунтов сопровождается образованием в них прослоек льда, толщина которых увеличивается по мере миграции воды из слоев грунта, расположенных ниже уровня подземных вод. Последующее таяние таких грунтов приводит к резкому снижению их несущей способности и повышенным деформациям.

Деформации основания при морозном пучении и последующем оттаивании, как правило, неравномерны вследствие неоднородности грунта по степени его пучинистости и различия температурных условий, в которых могут находиться грунты под отдельными фундаментами.

Исключение возможности промерзания грунтов под подошвой фундаментов обеспечивается:

• – в период эксплуатации — соответствующей глубиной их заложения, принимаемой в зависимости от вида и состояния грунтов, положения уровня подземных вод, нормативной глубины сезонного промерзания, теплового режима сооружения и пр.;
• – в период строительства — соответствующими защитными мероприятиями.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов d_fn принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин их сезонного промерзания (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) под открытой, оголенной от снега поверхностью горизонтальной площадки при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов. Для районов, где не предусматривается очистка от снега территорий, прилегающих к проектируемым сооружениям (например, в сельской местности), нормативную глубину промерзания грунтов допускается определять на площадках под снежным покровом.

При отсутствии данных многолетних наблюдений нормативную глубину сезонного промерзания грунтов следует определять, на основе теплотехнических расчетов.

Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение, м, допускается вычислять по формуле

где d₀ — глубина промерзания при ∑|T_f| = 1°С, принимаемая для суглинков и глин — 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30; крупнообломочных грунтов — 0,34; М_t — безразмерный коэффициент, численно равный ∑|T_f| — сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, °С, принимаемых по СНиП 2.01.01-82 или по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях.

Значение d_fn для грунтов неоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания грунта. Значение d_fn допускается определять по схематической карте (рис. 5.15), где даны изолинии нормативных глубин промерзания для суглинков, т.е. при d₀ = 0,23 м. При наличии в зоне промерзания других грунтов значение d_fn , найденное по карте, следует умножить на отношение d₀ /0,23 (где d₀ соответствует грунтам данной строительной площадки). Для районов Дальнего Востока допускается пользоваться картой (рис. 5.16). Если значения d_fn , найденные по карте и по формуле (5.25), не совпадают, следует принимать значение, найденное по формуле.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Разноуровневый фундамент – устройство опалубки, армирование и бетонирование

Возводить строения приходится в разных условиях. На конструкцию фундаментной части дома прямое влияние оказывает состав грунтовых слоев, уровень их промерзания, высота подземных вод и рельеф местности. От этих факторов зависит вид и технология устройства фундамента, отметка заглубления подошвы и равномерность его заложения относительно горизонта.

Что представляет собой разноуровневый фундамент

Определение разноуровневого фундамента трактуется по-разному. Неодинаковыми могут быть отметки подземной конструкции:

• на верхнем срезе;
• на уровне подошвы.

В первом случае нулевая отметка выравнивается посредством цокольной части дома. Второй вариант предполагает устройство ступенчатого фундамента по определенной технологии. Присутствие в проекте подобной конструкции может быть связано со строительством дома на склоне или с наличием подвального помещения только под частью строения, а не под всей его площадью.

По сути, разноуровневый фундамент имеет несколько уступов по высоте. Он возводится при строительстве объекта на площадке с неровным рельефом, но при отсутствии крутых склонов.

Рассматриваемая конструкция подземной части дома значительно экономит материальные вложения, так как заглубление каждой секции или блока производится с учетом оптимальных расчетных значений. При данном способе устройства фундамента выкапывать слишком глубокие траншеи на завышенном участке, выводя их на уровень подошвы нижерасположенного фундамента, не требуется. Закладка производится ступенчато, исходя из рельефа местности, так как устройство наклонных поверхностей при выполнении опорной части дома не допускается.

Основание фундамента единого строенияможет располагаться на разных уровнях, но только в горизонтальных плоскостях.

Правила размещения разноуровневого фундамента

Расположение уступов по высоте должно соответствовать естественному рельефу местности. Подошву фундамента следует заглублять, ориентируясь на уклон участка. Иными словами, ее самая низшая отметка будет находиться в наиболее низкой точке застраиваемой площадки.

Максимально надежным и стабильным положением ленты является размещение ее длинной стороны перпендикулярно склону. Данное условие считается важным для конструкции разноуровневого фундамента, поэтому упускать его не следует. Подобная разметка очертаний в плане позволяет оказывать эффективное сопротивление грунтовым нагрузкам.

Направление уклона участка считается основополагающим фактором при проектировании дома на склоне. В этом случае ориентация строения по сторонам света и розе ветров уходит на второй план. Здесь главное – устойчивость, а не принципы освещения внутреннего пространства помещений.

Устройство траншеи и установка опалубки

Для возведения ленточного фундамента требуется выкопать траншеи с крутизной откосов, определенной в СНиП III-4-80*. Она зависит от типа залегающего на участке грунта. Ширина по дну выемки рассчитывается с учетом:

• толщины бетонной ленты или сборных блоков;
• размера опалубки с подкосами;
• расстояния, позволяющего рабочим передвигаться по траншее, не нарушая целостность сооружаемой конструкции.

В случае возведения ступенчатого фундамента, выемку грунта производят ярусами вручную, начиная с нижней отметки. Таким образом под подошвой каждого уступа сохранится материковый грунт. Во избежание его осыпания, выполняют укрепление вертикальной грунтовой стенки, разделяющей ступени, опалубочными щитами, относящимися к временной конструкции. Их удаляют после бетонирования фундамента.

Выкапывать траншею сразу по всему периметру строения не следует. Работы производятся поэтапно!

Опалубку устанавливают согласно рабочим чертежам. При этом потребуется четко соблюдать размеры каждой ступени. Короба выполняют сплошными – с торцевыми элементами, распорками, подкосами и вертикальными усиливающими стойками. В местах уступов сооружают несъемные щиты, поэтому они подрезаются по высоте бетонной ленты.

Дренирование участка

Устройство многоступенчатого фундамента предполагает наличие большой разницы отметок между нижним и верхним ярусом фундамента. Глубокое заложение первой ступени требует выполнения пристенного дренажа, даже если низкий уровень грунтовых вод позволяет обойтись без данного этапа работ. Дело в том, что атмосферные осадки и тающий снег будут стекать по фундаментным стенкам, образуя в основании уже не струйки воды, а целые потоки.

При отсутствии дренажной сети, собирающей и отводящей воду за пределы строения, произойдет размыв грунта под фундаментной подошвой нижних ступеней с дальнейшей осадкой и конструктивной деформацией дома. Его восстановление обойдется намного дороже, чем выполнение качественного дренажа. Необходимо понимать, что экономия в данном случае окажется неоправданным решением.

Секреты армирования и бетонирования

Подземная часть ступенчатой конструкции требует специфического армирования. Если высота уступа составляет более 30см, то каркасы двух соседних участков перевязывают между собой вертикальными стержнями и дополнительными хомутами (как минимум в двух точках). При этом должно соблюдаться условие, предусматривающее заход арматурных прутьев в тело выше расположенной ступени. Надежность конструкции обеспечивается путем фиксации изогнутых концов стержней к соседним арматурным каркасам. Это усиливает фундамент и предохраняет бетонную ленту от среза в местах стыковки разноуровневых участков.

Расположение и стыковка арматуры указывается в рабочих чертежах.

При высоте уступа до 30см соседние участки фундамента накладываются друг на друга. Величина захода определяется путем вычислений. Спряжение ступеней производят с помощью анкеров или жесткой фиксации каркасов вертикальными стержнями.

В случае устройства разноуровневого фундамента из сборных блоков, перевязка верхнего элемента должна составлять не менее четверти его длины. Кроме того, по периметру потребуется залить монолитный бетонный пояс с обязательным армированием. Выполнение данного этапа позволяет надежно укрепить конструкцию.

Бетонирование ступенчатого фундамента выполняют поэтапно. Вначале требуется залить нижний элемент, после чего – подождать, когда он наберет прочность. Только после этого можно переходить к бетонированию вышерасположенного участка. В противном случае давление бетонной массы на неокрепшую ступень приведет к нарушению целостности уложенного монолита. По той же причине демонтаж опалубки разноуровневого фундамента разрешается производить только после окончательного отверждения бетона.

Сопутствующие работы

При возведении ступенчатого фундамента не следует забывать об устройстве гидроизоляции. Технология ее выполнения практически ничем не отличается от укладки рубероида под одноуровневую бетонную ленту. Полотна выстилаются в опалубке внахлест не менее 10см таким образом, чтобы края изоляционного материала выступали за верхние пределы короба.

Фундаментные стены монтируют на разноуровневую ленту традиционным способом. Они могут выполняться из монолитного бетона или сборных блоков.

В заключение

Ступенчатый фундамент относится к более дорогостоящим конструкциям по сравнению с винтовыми сваями. Его не рекомендуется возводить на ненадежных грунтах и крутых склонах. Оптимальная ширина ленты составляет 50-80см, а высота уступов – не более 30см, хотя эти размеры не являются основополагающими. Они принимаются с учетом несущей способности материкового грунта. Чем она ниже, тем шире делаются ступени.

Эксплуатационные качества строения напрямую зависят от правильности устройства разноуровневого бетонного монолита.

Источник