Классификация фундаментов гражданских зданий
По конструктивной схеме фундаменты могут быть:
— ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн;
— столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (колонны или столбы);
— сплошные, представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью и применяемые при особо больших нагрузках на стены или отдельные опоры, а также недостаточно прочных грунтах в основании;
— свайные, в виде отдельных погруженных в грунт стержней для передачи через них на основание нагрузок от здания.
По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жест-кие, материал которых работает преимущественно на сжатие и в которых не воз-никают деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб. Для устройства жестких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бетона. Для гибких фундаментов используют в основном железобетон.
Ленточные фундаменты. По очертанию в профиле ленточный фундамент под стену в простейшем случае представляет собой прямоугольник. Его ширину устанавливают немного больше толщины стены, предусматривая с каждой стороны небольшие уступы по 50-150 мм. Прямоугольное сечение фундамента допустимо принимать при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта. Для передачи давления на грунт и обеспечения его несущей способности необходимо увеличивать площадь подошвы фундамента путем ее уширения. Практически такие фундаменты выполняют ступенчатой формы. Размер уступа ступеней принимают 20-25 см, а высоту 40-50 см.
По способу устройства ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные. Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м — из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет около 0,5 м, ширина уступа от 0,15 до 0,25 м. Кладку бу-
товых фундаментов производят на сложном или цементном растворе с обязательной перевязкой (несовпадением) вертикальных швов (промежутков между камнями, заполняемых раствором).
Бутобетонные фундаменты состоят из бетона класса В5 с включением в его толщу отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фундамента.
Сборные ленточные фундаменты состоят из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при песчаных грунтах или на песчаную подготовку толщиной 100-150 мм, которая должна быть тщательно утрамбована.
Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм. Вертикальные колодцы, образующиеся торцами блоков, тщательно заполняют раствором. Связь между блоками продольных и угловых стен обеспечивается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром 6-10 мм. Блоки-подушки изготовляют толщиной 300, 500 мм, шириной от 1000 до 3200 мм, а стеновые блоки шириной 300, 400, 500 и 600 мм, высотой 280, 580 мм. Длина элементов 780, 1180, 2380 мм.
При строительстве зданий на участках со значительными уклонами фундаменты стен выполняют с продольными уступами. Высота уступов должна быть не более 0,5 м, а длина – не менее 1,0 м. Этим же правилом пользуются при устройстве перехода фундаментов внутренних стен к наружным, при разных глубинах их заложения.
Столбчатые фундаменты. 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 принимают 2,5-3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6 м. 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 0,6×0,6м; бетонных 0,4×0,4 м.
Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этаж-ности 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 также для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5-0,6 м. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола.
Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий. Сборные фундаменты под железобетонные колонны могут состоять из одного железобетонного башмака стаканного типа или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним.
Сплошные фундаменты возводят в случае, если нагрузка, передаваемая на фундамент значительна, а грунт слабый. Эти фундаменты устраивают под всей
площадью здания. Фундаментная плита проектируется плоской или ребристой с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Ребристая конструкция обеспечивает снижение расхода стали и бетона, но отличается большей трудоемкостью, чем сплошная. Толщина фундаментной плиты назначается в зависимости от пролета (шага) несущих конструкций и типа самой плиты и составляет для ребристых плит 1/8-1/10 пролета, для сплошных 1/6-1/8 пролета.
Свайные фундаменты применяют для зданий различных конструктивных систем, этажности и в разнообразных грунтовых условиях. Наиболее целесообразны они при слабых, неравномерно деформируемых основаниях.
По способу передачи вертикальных нагрузок от здания на грунт сваи подразделяют на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи, проходящие слабые слои грунта
и опирающиеся своими концами на прочный грунт, называют сваями — стойками, а сваи, не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом, называют висячими.
По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По мате-риалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготовляют непосредственно на строительной площадке в грунте.
Железобетонные сваи изготовляют сплошные квадратного (от 250×250 до 400×400мм) и прямоугольного (250×350мм) сечения, а также трубчатого сечения диаметром от 400 до 700 мм. В основном применяют короткие сваи длиной 3-6 м. Трубчатые сваи могут быть с заостренным нижним концом или с открытым.
В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами (рисунок 2.6). Поверху железобетонные и металлические сваи объединяются между собой железобетонным ростверком, который может быть сборным или монолитным.
Рисунок 2.6 — Свайные фундаменты:
1- свая, 2 — железобетонный сборный ростверк, 3 — стена, 4 — арматура головы сваи, 5 — щебеночная или бетонная подготовка, 6 — монолитный железобетонный ростверк, 7 — колонна, 8 — сборный железобетонный оголовок сваи, 9 — бетон; а — однородное расположение свай, б — шахматное, в — двухрядное для зданий с каменными стенами, г — куст свай под колонну, д — свайные ростверки
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Источник
Фундаменты гражданских зданий
Основание — массив грунта, расположенный под подошвой фундамента и воспринимающий нагрузку от вышележащих конструкций здания. Основание может быть естественным или искусственно улучшенным.
Основные элементы фундамента, отметки и линейные размеры приведены на рис. 2.8. Необходимо помнить, что расстояние от планировочной отметки до подошвы фундамента называется глубиной заложения фундамента. При устройстве фундаментов под наружные стены в грунтах, склонных к морозному пучению (песках мелких и пылеватых, супесях, суглинках и глинах), глубина заложения фундамента должна быть больше расчетной глубины промерзания грунта. Нормативную глубину промерзания грунтов можно оценить по специальной карте или СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геофизика».
Различают фундаменты мелкого заложения, сооружаемые в открытых котлованах, и глубокого заложения, к которым относятся, прежде всего, свайные фундаменты. По конструктивной схеме фундаменты бывают ленточные, столбчатые и сплошные.
Ленточные фундаменты устраивают под стенами зданий. Наиболее простым вариантом служат ленточные фундаменты из монолитного бетона, бутобетона или бутовой кладки (рис 2.9). Угол развития фундамента принимается равным около 30°, ширина уступа — 20-25 см, высота уступа -40-45 см. При возведении фундаментов применяют щебень, гальку или бут горных пород с прочностью на сжатие не менее 7,5 МПа, а в качестве вяжущего
в основном, используют портландцемент. Основным недостатком этого фундамента является его неиндустриальность. Этого недостатка лишен сборный фундамент, состоящий из бетонных фундаментных блоков и железобетонных фундаментных подушек (рис. 2.10). Ширина крупных бетонных блоков 30,40, 50, 60 см, высота 28 или 58 см, длина от 0,8 до 2,4 м. Блоки укладываются на цементном растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщина которых составляет 20 мм. Железобетонные фундаментные подушки имеют высоту 30 или 50 см, ширину от 0,6 до 3,2 м и длину до 3,0 м. Для обеспечения равномерности контакта с грунтом под подошвой плиты устраивают песчаную или бетонную подготовку. По обрезу фундаментов устраивают гидроизоляционный слой для предотвращения подпитки капиллярной влаги из грунта; боковые поверхности фундамента, соприкасающиеся с грунтом, обмазывают горячим битумом.
Столбчатые (отдельные) фундаменты устраивают под колоннами в каркасных зданиях. Они могут быть сборными или монолитными (рис. 2.31). Сборные фундаменты под железобетонные колонны могут состоять из одного блока-стакана или блока-стакана и фундаментной плиты под ним. При небольших нагрузках на фундаменты в малоэтажных зданиях и при прочных грунтах ленточные фундаменты заменяют столбчатыми. Столбы выполняют бетонными или бутобетонными сечением в плане 0,4×0,4 — 0,6×0,6 м. Расстояния между осями фундаментных столбов 2,5 -3.0 м, кроме того их устраивают по углам здания и в местах пересечения продольных и поперечных стен. Поверху столбов укладывают фундаментную балку, на которой возводится стена здания.
Сплошные фундаменты устраиваются в слабых грунтах при значительных нагрузках. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания (рис. 2.12). Для выравнивания неравномерных осадок, от действующих через колонны нагрузок, в каркасных зданиях в двух взаимно перпендикулярных направлениях применяют перекрестные ленточные фундаменты. Их обычно выполняют из монолитного железобетона. Если балки достигают значительной ширины, то они объединяются в сплошную ребристую или без балочную плиту. При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, малое давление на грунт, что особенно важно для высотных зданий и тяжелых сооружений.
Свайные фундаменты устраивают в том случае, когда верхние слои грунта имеют малую прочность, уровень подземных вод залегает близко к поверхности грунта и на фундамент передаются значительные нагрузки.
В зависимости от характера передачи нагрузки от сваи на грунт различают сваи-стойки, опирающиеся нижним концом на прочный, практически несжимаемый грунт, и висячие сваи (сваи трения), которые со всех сторон окружены сжимаемым грунтом (рис. 2.13),
По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. Для материалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготавливают непосредственно на строительной площадке в грунте.
Наибольшее распространение в промышленном и гражданском строительстве получили забивные железобетонные сваи квадратного сечения размером от 250×250 мм до 400×400 мм длиной от 3 до 20 м. При устройстве свайных фундаментов под стенами зданий сваи размешают в один, два ряда или в шахматном порядке. Расстояние между осями висячих свай принимается равным Зс, где с — сторона поперечного сечения сваи или ее диаметр (рис. 2.14). В обязательном порядке сваи забивают в углах здания и в местах пересечения продольных и поперечных стен. Под колоннами зданий забивают куст свай, который обычно содержит от трех до шести свай. Для передачи нагрузки на сваи и обеспечения их совместной работы сваи объединяют железобетонным ростверком, который может быть монолитным или сборным (рис. 2.14).
Источник
Классификация фундаментов: виды и требования
Фундамент — это подземное либо наземное основание для здания. Что представляет собой классификация фундаментов? Выделяют кирпичные, каменные, деревянные, бетонные варианты. Остановимся подробнее на особенностях каждого типа основания, так как именно от фундамента зависит качество и надежность возводимого сооружения.
Параметры для классификации
Фундамент является опорным основанием, предназначен он для перенесения нагрузки здания на базовую площадку. Делят основания на два вида: природные и искусственные. К первой группе относятся земли, расположенные под фундаментом. Они обладают определенной пропускной способностью, обеспечивают устойчивость сооружения при усадке.
Искусственный фундамент не имеет несущей способности. Для повышения его прочности используют трамбовку, понижают влажность грунта, переносят основу на другое место.
Классификация фундаментов по конструктивным особенностям предполагает выделение следующих видов:
Важные моменты
Ленточное основание укладывается под стенами здания либо под конкретными опорами.
Столбчатый фундамент закладывают на требуемую глубину под легкие конструкции.
Свайный тип используют при высоком уровне грунтовых вод, а также при необходимости строительства здания повышенной нагрузки. В настоящее время он активно применяется при установке малоэтажных зданий на воде, строительстве домов на болотистых почвах.
Плитный сплошной фундамент используют на грунтах, обладающих незначительной несущей способностью. Данный тип применяют для дополнительной гидроизоляции при сооружении основы для подвала.
По типу строительства
Классификация фундаментов по данному признаку предполагает выделение нескольких групп оснований:
При выборе одного из вариантов учитывают максимальные нагрузки, которые будут оказывать на фундамент стены и крыша.
Ленточный вариант
Рассмотрим подробнее виды фундаментов. Классификация на первое место ставит ленточный фундамент. Этот вариант считается оптимальным для строительства частного дома. Классификация фундаментов данного типа регламентируется нормативами СНиП (3.02.01) по следующим признакам:
По первому признаку выделяют сборные конструкции из железобетонных заводских блоков, монолитные варианты (заливка их выполняется в опалубку на месте строительства), кирпичные или бутовые конструкции.
По глубине заложения ленточные основания подразделяют на две группы:
ленточный фундамент незначительного заглубления (0,4-0,7 м);
глубокого залегания (ниже уровня промерзания грунта).
В индивидуальном строительстве применяют монолитный вариант.
Свайные конструкции
Что представляет собой классификация свайных фундаментов? Для начала дадим краткую характеристику данного варианта основания. Это подземные конструкции, имеющие удлиненную форму. Они располагаются в качестве отдельных элементов либо группой, устанавливаются наклонно или вертикально. Часть свай вбивается непосредственно в грунт. Также такой вариант фундамента устанавливается с помощью вкручивания, вдавливания, погружения, набивания.
У каждого варианта предполагается своя технология монтажа, материал изготовления, условия эксплуатации. Классификация свай и свайных фундаментов предполагает определение их функциональной принадлежности, касающейся повышения несущей способности грунта. Такие основания применяют при возведении жилых домов, дачных домиков.
Что представляют собой виды свайных фундаментов? И классификация, и применение их основывается на нескольких параметрах:
В зависимости от особенностей конструкции, для строительства можно выбирать цельные либо составные, сделанные из нескольких секций, сваи. Они могут иметь острие или тупой нижний конец, а также дополнительные расширения на различных уровнях.
По размеру сваи делят на жесткие (короткие) и длинные (средней жесткости).
В настоящее время предлагаются следующие формы свай: многоугольные, круглые, пирамидальные, трапецеидальные, крестообразные, конические, пустотелые, сплошные.
Материалы для изготовления свай: бетон, железобетон, дерево, металл. В последнее время все чаще применяется комбинация нескольких материалов, что существенно увеличивает технические характеристики свай.
По характеру работы выделяют опорные и висячие варианты. При установке свай используют забивание, вкручивание, набивание, вдавливание.
Особенности выбора свай
При подборе вида свай необходимо учитывать особенности грунта, высоту и конструкции дома. Например, для районов с вечной мерзлотой не подойдут сплошные ж/д сваи без поперечного армирования.
Важно сначала изучить фундаменты: классификацию, требования, особенности, подобрать оптимальный вариант, и только потом приступать к строительству нового сооружения. От правильности выбора напрямую зависит безопасность и эксплуатационные характеристики создаваемой конструкции.
Сваи-стойки — столбы, которые проходят через слабый грунт, опираются на его пласты. Висячие сваи — стволы, которые передают нагрузку от здания на грунт через боковые поверхности.
Оборудование
Чтобы погружать свайный фундамент на определенную глубину вдавливанием или забиванием, применяется специальное оборудование: копры, молоты, иные ударные или вибрационные установки. Выделяют следующие их варианты:
Если в строительстве используются набивные типы свай, изначально бурят скважины либо забивают в грунт полые трубы. Полученное отверстие заполняют раствором бетона.
В зависимости от качества грунта и выбранной технологии оболочку либо оставляют, либо же вынимают после установки свай.
Особенности свай
Для изготовления винтовых свай используют металл либо железобетон. Состоят они из ствола и винтовых лопастей, которые располагаются на специальном башмаке-наконечнике. Столб бывает пустотелым, а также заполненным бетоном. Лопасти могут быть металлическими сварными, стальными литыми, пластмассовыми.
В качестве материала для деревянных свай используется древесина сосны либо ели. Иногда основой для деревянной сваи становится лиственница, дуб, кедр. Выбирают для свай прямоствольные бревна, предварительно удаляют с них кору. В случае значительного заглубления выполняют сращивание деревянных свай по 3-5 элементов.
Железобетонные сваи производят на заводах, а монолитные конструкции сооружают непосредственно на строительной площадке (согласно проекту). Арматуру заливают бетоном с учетом климатических особенностей региона.
Для металлических свай применяют трубы, прокатный профиль, сварные конструкции. Для защиты от атмосферной коррозии их обрабатывают каменноугольными смолами, битумом, специальными антикоррозийными составами.
Свайный фундамент состоит из системы ростверков и свай, которые являются связывающими и распределяющими элементами нагрузки сооружения. На несущие балки или плиты, которые объединяют сваи, будут опираться наземные элементы сооружаемого здания.
Источник