Раздел 1. Общие принципы проектирования оснований и фундаментов
Конспекты лекций
По дисциплине «Основаниям и фундаменты сооружений» для СУЗ(ОТС)
Раздел 1. Общие принципы проектирования оснований и фундаментов.
1.1. Предмет дисциплины.
Курс «Основания и фундаменты» освещает круг вопросов, связанных с проектированием и возведением фундаментов инженерных сооружений в различных грунтовых условиях.
Для освоения курса необходимо знать следующие дисциплины: инженерную геологию, механику грунтов, строительную механику, строительные конструкции, технологию строительного производства, технику безопасности и экономику.
В то же время деформации грунтов основания могут вызвать дополнительные усилия в надземных конструкциях, поэтому их необходимо учитывать при проектировании сооружения.
1.2. Основные определения.
Фундаментом называют подземную или подводную часть сооружения, которая передаёт нагрузку от сооружения грунту основания и распределяет её, как правило на большую площадь.
 |
Рис.1. Фундамент мелкого заложения:
d – глубина заложения; hf – высота конструкции фундамента; в – ширина подошвы; 1 – конструкция фундамента; 2 – основание; 3 – несущий слой (пласт); 4 – подстилающий слой; 5 – подошва фундамента; 6 – обрез фундамента; 7 – перекрытие над подвалом; 8 – стена здания; 9 – пол подвала; 10 — отмостка.
Основанием считают слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента, и в стороны от него, влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения.
Нижнюю плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называют подошвой. Верхнюю границу между фундаментом и телом сооружения называют плоскостью обрезов или просто обрезом фундамента. Расстояние по вертикали от обреза до подошвы составляет высоту фундамента h.
Под глубиной заложения фундамента d понимают расстояние от самого низкого, в период эксплуатации сооружения, уровня поверхности грунта до подошвы фундамента. В общем случае высота фундамента и глубина его заложения могут быть различными.
В основании различают несущий слой грунта, на который передаётся давление от фундамента, и подстилающие слои.
1.3. Назначение фундаментов.
1) Передача нагрузки на прочные грунты. Заглубление ниже зоны при промерзании грунтов, для предохранения сооружения от воздействия нормальных сил пучения.
2) Распределение нагрузки на большую площадь – вытекает из сопоставления прочности материала надфундаментной части сооружения и прочности грунта. Прочность грунта обычно значительно меньше прочности материала сооружения, поэтому подошва фундамента имеет размеры большие, чем размеры сооружения.
3) Фундамент может служить ограждающей конструкцией, например в зданиях, имеющих подвалы.
1.4. Виды фундаментов и оснований.
Различают фундаменты мелкого и глубокого заложения. К последним относятся свайные, массивные фундаменты в виде опускных колодцев и кессонов, а так же фундаменты, сооружаемые способом «стена в грунте».
К фундаментам мелкого заложения относятся фундаменты с глубиной заложения 
м и возводимые в открытых котлованах. Фундаменты глубокого заложения отличаются от ФМЗ значительно большей глубиной заложения, особенностями конструкции, постройки и характером работы в грунте. По боковым поверхностям фундаментов глубокого заложения возникают значительные реактивные составляющие давлений грунта, которые учитывают при расчётах этих фундаментов.
Основания могут быть естественными и искусственными. Если фундамент возводят на грунте с сохранением его природных качеств, то такое основание называют естественным. Если грунты перед возведением фундамента укрепляют тем или иным способом, то основание называют искусственным.
1.5. Сведения о развитии науки об основаниях и фундаментах.
Ещё в I веке до н. э. римский архитектор и инженер Витрувий в трактате «десять книг об архитектуре» подчёркивал важность устройства надёжных фундаментов, включая свайные. По мере увеличения веса возводимых сооружений строители стали уделять вопросам фундаментостроения и оценке поведения грунтов в основании всё больше и больше внимания.
Первой капитальной теоретической работой по механике грунтов можно считать теорию давления грунтов на подпорные стенки, предложенную Кулоном (1773 г.). В современной постановке теория предельного равновесия грунтов развита в нашей стране В.В. Соколовским, В.Г. Березанцевым, М.В. Малышевым и др.
Разработка вопросов оценки деформации грунтов и расчёта осадки фундаментов, начатая за рубежом К. Терцаги, получила развитие в трудах Н.М. Герсеванова, Н.А. Цытовича, В.А. Флорина, Н.Н. Маслова, М.Н. Гольштейна, К.Е. Егорова, Б.И. Долматова и др.
1.6. Проектирование фундаментов по предельным состояниям.
При приложении нагрузки на фундамент в основании сооружения развиваются деформации уплотнения, происходит осадка загружаемого фундамента. Так как сооружение опирается на систему фундаментов или на относительно гибкую общую плиту, осадка под отдельными частями сооружений будет неравномерной. Это приводит к деформации большинства сооружений и может вызвать разрушение несущих конструкций; а так же вызвать деформации недопустимые по технологическим причинам (создаются ненормальные условия эксплуатации оборудования),из-за нарушения архитектурного облика строения и т.п.
По указанным причинам расчёт оснований прежде всего ведётся по второй группе предельных состояний, т.е. по деформациям.
В некоторых случаях основания дополнительно рассчитываются по первой группе предельных состояний – по устойчивости (несущей способности):
1) при передаче на основание значительных горизонтальных нагрузок;
2) при ограничении основания нисходящим откосом;
3) при действии на фундамент выдёргивающей нагрузки;
4) при сравнительно неглубоком заложении фундаментов при основании, сложенном насыщенными водой глинистыми грунтами, особенно мягкопластичной и текучепластичной консистенции;
5) при сложении основания скальными породами.
Расчёт по I группе должен обеспечить прочность (устойчивость) грунтов основания и сооружения:
(1.1)
где P – давление (напряжение) под подошвой фундамента от расчётной нагрузки; R – расчётное сопротивление грунта сжатию; 
− коэффициент условия работы грунта основания; 
− коэффициент надёжности по назначению сооружения.
(1.2)
где F – расчётная нагрузка на основание; Fu – сила предельного сопротивления основания (несущая способность основания);
Устойчивость фундамента на сдвиг по подошве (плоский сдвиг) обеспечивается выполнением условия:
(1.3)
где Q – расчётная, сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих (активных) сил на плоскость скольжения (плоскость подошвы фундамента); Qn – предельная удерживающая сила, равная сумме проекций предельных сил на ту же плоскость.
Устойчивость фундамента при глубинном сдвиге грунта при использовании круглоцилиндрической поверхности скольжения:
(1.4)
где k – коэффициент устойчивости ; Mп – момент предельных удерживающих сил относительно центра вращения; M – момент всех сдвигающих активных сил относительно того же центра.
Устойчивость сооружения будет обеспечена при выполнении условия
(1.5)
где kmin – минимальный коэффициент устойчивости, определяемый по (1.4), для наиболее опасной поверхности обрушения.
Расчёт оснований по II группе предельных состояний (по деформациям) производится из условия ограничения неравномерности осадок, а так же полных осадок отдельных фундаментов:
(1.6)
где ΔS – неравномерность осадки сооружения, определяемая расчётом с учётом, в частности, фактора времени; ΔSu – предельно допустимое значение данного вида неравномерности осадок.
(1.7)
где S – величина перемещения или деформации фундамента и других частей сооружения, обусловленная деформациями грунтов основания и материала сооружения (осадка фундамента, горизонтальное смещение характерной точки сооружения, крен и т.п.); Su – предельно допустимая величина этого перемещения или деформации для данной конструкции.
Расчёт тела фундамента или его элементов выполняют по первой группе предельных состояний – по прочности материала фундамента и по второй группе предельных состояний – по трещиноустойчивости (для железобетонных фундаментов).
1.7. Виды деформаций фундаментов и оснований.
Деформации основания в зависимости от причин их возникновения подразделяются на два вида:
1) деформации от внешней нагрузки на основание (осадки, просадки, горизонтальные перемещения);
2) деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности оснований (оседания, просадки грунтов от собственного веса).
Деформации фундаментов совместно с сооружением:
1) прогиб и выгиб связаны с искривлением сооружения, возникают в зданиях и сооружениях, не обладающих очень большой жёсткостью;
2) перекос возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок проявляется на участке небольшой протяжённости при сохранении относительно вертикального положения конструкции;
3) крен сооружения – поворот по отношению к горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести площади подошвы фундамента – возможен, если основание сооружения загружено несимметрично или имеет несимметричное напластование грунтов относительно вертикальной оси сооружения;
4) скручивание (кручение) возникает при неодинаковом крене сооружения по его длине, особенно при развитии крена в двух сечениях сооружения в разные стороны;
5) горизонтальные перемещения фундаментов возникают при значительных горизонтальных усилиях (распорные конструкции, подпорные стенки), при горизонтальной подвижке массива грунтов в случае оползней откосов и подработке территории.
1.8. Аварийные ситуации
Крен сооружения был вызван уменьшением толщины сжимаемого слоя глины под одной стороной фундаментной плиты из-за наличия в этом месте гряды валунов, низкой прочностью водонасыщенного глинистого грунта, высокими темпами загрузки элеватора.
 |
Рис.2. Схема аварии элеватора в Норс – Трансконе
в результате потери устойчивости грунтом основания
Впоследствии силосное здание выровняли с помощью гидравлических домкратов и подвели новые столбчатые фундаменты. Столбы были доведены до скального грунта.
Источник
Общие принципы проектирования фундаментов
Фундаменты
Фундаменты являются основным и наиболее ответственным конструктивным элементом несущего остова здания.
Общие положения
Воздействия на фундаменты. Фундаменты работают в сложных условиях, подвергаясь силовым и несиловым воздействиям различного характера (рис. 6.1).
иловые воздействия – нагрузки от веса здания и грунта, силы пучения, сейсмические удары, упругая реакция грунта, вибрации – вызывают сжимающие, сдвигающие и изгибающие напряжения, результатом которых могут быть недопустимые деформации фундаментов и их разрушения.
Несиловые воздействия – переменные температура и влажность грунта и воздуха, избыточное увлажнение, воздействие агрессивных химических веществ и биологических факторов – могут привести к нежелательным разрушительным процессам в фундаментах.
Требования к фундаментам. Учет силовых и несиловых воздействий на фундаменты обуславливает основные эксплуатационные требования к ним:
— устойчивость на опрокидывание и скольжение;
— стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессивности среды.
Кроме этого фундаменты должны удовлетворять требованиям технологичности устройства и экономическим требованиям минимума затрат средств, труда и времени на их возведение, что достигается индустриальными методами строительства.
Классификация фундаментов
По конструктивному типу и форме различают фундаменты (рис. 6.2):
— ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн;
— столбчатые, в виде отдельных опор под колоннами каркасных зданий, а также под стенами малоэтажных бесподвальных зданий;
— сплошные (плитные), представляющие собой монолитные плиты под всей площадью здания или его частью;
— свайные, в виде погруженных в грунт (устроенных в грунте) стержней – свай.
По материалу фундаменты могут быть: из природного камня, бутобетона, грунтобетона, бетона и железобетона.
По заглублению в грунт различают фундаменты: мелкого (до 5 м) и глубокого (более 5 м) заложения. Большинство зданий проектируется и строится с фундаментами мелкого заложения, которые имеют следующие отличительные особенности:
— нагрузка на основание передается преимущественно через плоскую подошву, в то время как глубокие фундаменты (например, свайные) нагрузку передают также и боковой поверхностью;
— соотношение размеров – ширины и высоты – незначительно, что позволяет рассматривать их как жесткие конструкции;
— устройство фундаментов осуществляется в отрываемых открытых котлованах или в полостях, создаваемых в массиве грунта.
По способу изготовления фундаменты могут возводиться монолитными, сборно-монолитными и сборными. Применение монолитных фундаментов наиболее рационально, так как они дешевле сборных и имеют лучшие технические характеристики.
По характеру работы конструкции фундаментов могут быть жесткими, работающими только на сжатие, и гибкими, рассчитанными на восприятие изгибающих усилий. Гибкие фундаменты выполняются из железобетона, что позволяет снизить расход бетона, но одновременно увеличивается расход стали.
По характеру нагружения различают центрально нагруженные и внецентренно нагруженные фундаменты.
По способу опирания на грунт различают фундаменты: непосредственно опирающиеся на грунт (на естественном основании); фундаменты трения – висячие сваи (на искусственном основании).
Общие принципы проектирования фундаментов
Глубина заложения фундамента – это расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы фундамента (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Элементы фундамента: 1 – тело; 2 – подошва; 3 – обрез; 4 – ширина подошвы; 5 – глубина заложения; 6 – отметка глубины промерзания грунта; 7 – отметка уровня грунтовых вод (УГВ); 8 – планировочная отметка земли; 9 – отметка пола первого этажа; 10 – стена; 11 – перекрытие
Глубина заложения фундаментов принимается с учетом:
— назначения и конструктивных особенностей проектируемого здания;
— нагрузок и воздействий на фундаменты;
— глубины прокладки инженерных коммуникаций;
— существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
— инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия склонных к скольжению слоев и пр.);
— гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений;
— глубины сезонного промерзания грунтов.
Глубина сезонного промерзания зависит от климатических условий и вида грунта. Нормативная глубина сезонного промерзания dfn для глинистого грунта определяется по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика». Для пылеватых глин и суглинков, супесей, песков мелких и пылеватых принимается нормативная глубина для глинистого грунта с коэффициентом 1,2. В не пучинистых грунтах (крупнообмолочных, песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания.
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:
где dfn – нормативная глубина промерзания; kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых зданий – по табл. 6.1; для фундаментов неотапливаемых зданий – 1,1.
Глубина заложения фундаментов отапливаемых зданий по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания назначается:
а) для наружных фундаментов: при грунтах скальных, крупнообломочных с песчаным заполнителем, песках гравелистых, крупных и средней крупности (т.е. непучинистых) – независимо от расчетной глубины промерзания; для остальных грунтов – не менее расчетной глубины промерзания;
б) для внутренних фундаментов – независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.
Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:
— фундаменты опираются на мелкие пески и исследованиями установлено, что они не имеют пучинистых свойств;
— предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов под подошвой фундаментов (теплоизолированные фундаменты и др.);
— обеспечена пространственная жесткость фундаментов (малоэтажные бесподвальные здания с ленточными фундаментами).
Проектирование фундаментов на естественном основании заключается в определении размеров подошвы фундаментов и глубины его заложения. Размеры подошвы определяют расчетом.
Глубина заложения фундаментов принимается с учетом:
— назначения, конструктивных особенностей проектируемого здания;
— нагрузок и воздействий на фундаменты;
— глубины прокладки инженерных коммуникаций;
— существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
— инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия склонных к скольжению слоев и пр.);
— гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений;
— глубины сезонного промерзания грунтов.
Ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты устраивают в виде лент под стены зданий и по форме в плане они повторяют очертание стен. Ленточные фундаменты не только несущие конструкции, но и ограждающие помещений цокольного или подвального этажей.
По очертанию в профилю ленточный фундамент под каменную стену представляет собой в простейшем случае прямоугольник.
Прямоугольное сечение фундамента по высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта.
В большинстве случаев для передачи давления на основание, не превышающего нормативного давления на грунт, приходится уширять подошву фундамента.
Теоретической формой сечения фундамента с уширенной подошвой является трапеция. Уширение подошвы не должно быть большим во избежание появления растягивающих и скалывающих напряжений в выступающих частях фундамента и появления в них трещин.
На основе опыта установлены предельные углы наклона теоретической боковой грани фундамента к вертикали, при которой не возникают опасные растягивающие и скалывающие напряжения. Предельный угол α, называемый условно углом распределения давления в материале фундамента, составляет для бутовой кладки на сложном растворе состава 1:1:9 – 26°30′, на цементном растворе 1:4 – 33°30′, для бутобетона – 36°, а бетона – 45°.
Практически фундаменты делают ступенчатого сечения. В зданиях с подвалами сечение фундамента в пределах подвала устраивают прямоугольной формы с уширением ниже пола подвала, называемым подушкой.
Ширина бутовых фундаментов для обеспечения необходимой перевязки швов должна быть не менее 600 мм для кладки из рваного бута и 500 мм из бутовой плиты, а для бутобетонных фундаментов не менее 350 мм, при этом размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фундамента. Бутобетонные и бетонные фундаменты менее трудоемки, но требуют устройства опалубки и большего расхода цемента. Высота ступеней в фундаментах составляет обычно около 500 мм, ширина – от 150 до 200 мм.
Наиболее индустриальны сборные фундаменты из железобетонных плит-подушек и бетонных стеновых блоков. Применение сборных фундаментов позволяет значительно сократить сроки строительства и уменьшить трудоемкость работ.
Плиты-подушечки изготавливают толщиной, преимущественно, 300 мм, шириной – от 600 до 3200 мм и длиной 1200, 2400 мм. Стеновые фундаментные блоки имеют размеры: высота 600 и 300 мм (доборные), ширина – 300, 400, 500 и 600 мм, длина – 600, 800, 900, 1200 и 2400 мм.
Блоки укладывают с перевязкой вертикальных швов, расстояние между которыми принимается не менее 0,4 высоты блока.
Для уменьшения количества типоразмеров фундаментных блоков по длине, а также для устройства вводов коммуникаций в теле ленточного фундамента оставляют проемы длиной не более 600 мм, которые впоследствии заполняют бетоном или кирпичом. При этом вышележащий блок должен перекрывать проем.
Под плиты-подушки устраивают выровненную песчаную подсыпку или укладывают слой тощего бетона толщиной 100 мм.
Для обеспечения пространственной жесткости фундаментов предусматриваются связи между продольными и поперечными стенами подвала перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы сеток из арматуры диаметром 8 или 10 мм.
В случае несовпадения расчетной ширины подошвы фундамента с шириной типовой железобетонной плитой устраивают прерывистые фундаменты – укладкой плит с промежутками и их заполнением песком или грунтом.
В практике малоэтажного строительства (в зданиях без подвала) все большее распространение получают фундаменты мелкого заполнения с основанием в виде песчаной (песчано-гравийной) подушки.
Обеспечение требуемой жесткости такими фундаментами достигается устройством монолитных железобетонных фундаментов.
Высота противопучинистой подушки зависит от глубины промерзания грунтов, степени их пучинистости, нагрузки на фундамент, допустимых для надфундаментной части здания деформаций.
Рис. 6.6. Ленточные фундаменты: а – незаглубленный (фундамент-цоколь); б – мелкозаглубленный
Подушку укладывают слоями 150-200 мм с проливной водой и уплотнением.
В случаях, когда в слое сезонного промерзания имеются пучинистые грунты, способные воспринимать нагрузку от здания эффективным и экономически обоснованным является устройство поверхностных теплоизолированных фундаментов
Рис. 6.7. Мелкозаглубленные теплоизолированные фундаменты с теплоизоляционным элементом: а – под фундаментом; б – рядом с фундаментом
Их отличие от вышерассмотренных фундаментов мелкого заложения заключается в том, что под подошвой фундамента или рядом с ним укладывается специальный теплоизолирующий материал – эструдированный пенополистирол (ПСБС).
Под такими фундаментами грунт не промерзает и, как следствие, отсутствуют деформации подземных конструкций здания из-за пучения грунтов.
Переход от одной глубины заложения фундаментов к другой (на участке со значительным уклоном, при наличии подвала только под частью здания и др.) выполняется уступами.
Рис. 6.8. Схема устройства уступов при переходе от одной глубины заложения фундаментов к другой
В каменных фундаментах при плотных грунтах высота уступа должна быть не более 1 м, а расстояние между уступами – не менее их высоты. В малосжимаемых грунтах отношение высоты уступа к его длине должно быть меньше или равно 1/3, а в сильносжимаемых – 1/2. При этом высота уступа должна быть не более 0,5 м, в сборных фундаментах – 0,6 м.
При наличии уступов в ленточном фундаменте армированные швы должны перекрывать друг друга на разных уровнях не менее чем на 50 диаметров арматуры и больше удвоенного расстояния между швами по высоте. Точно так же армированные швы должны перекрывать проемы, имеющиеся в стенке фундаментов.
Если при подготовке основания в грунте обнаруживаются старые засыпанные колодцы, ямы, случайные слабые прослойки грунта, то во избежание неравномерной осадки фундаментов эти места нужно расчистить и заполнить кладкой, тощим бетоном или утрамбовать песком, а при возведении фундаментов над этими местами следует наложить армированные швы.
Столбчатые фундаменты
При незначительных нагрузках на фундамент, когда давление на грунт меньше нормального, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных зданий целесообразно заменять столбчатыми. Столбчатые фундаменты наименее трудоемкий и наиболее дешевый тип фундаментов. Они в 1,5-4 раза дешевле ленточных. Фундаментные столбы (бутобетонные, бетонные или железобетонные, монолитные и сборные) перекрывают железобетонными фундаментными балками (сборные или монолитные), на которых возводится стена. Расстояние между осями фундаментных столбов принимают 2,5-3 м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения наружных и внутренних стен. Для того чтобы устранить возможность выпирания фундаментной балки вследствие пучения расположенного под ней грунта, под ней устраивают подушку из песка или шлака толщиной не менее 0,5м.
Рис. 6.9. План столбчатых фундаментов
Свайные фундаменты
Для малоэтажных бесподвальных зданий свайные фундаменты применяются в случае залегания на поверхности слабых сильносжимаемых грунтов.
Свайный фундамент представляет собой ряд (ряды) свай, объединенных монолитным раствором.
В малоэтажных зданиях нагрузки на сваю как правило не превышают 150-200 кН. Поэтому наиболее эффективны сваи предварительно напряженные железобетонные сплошного сечения (250х250 и 300х300 мм) без поперчного армирования, пирамидальные сваи, забивные блоки и монолитные (буронабивные сваи).
Забивные сваи погружают в грунт забивкой, вибрированием или вдавливанием. Чаще всего применяют забивку сваебольными молотами. Погружение вибрированием осуществляется в насыщенные водой пески. Вдавливание сваи принимают в случаях, когда нельзя использовать динамические воздействия (вблизи существующих зданий особенно при песчаных и супесчаных грунтах, способных уплотняться от колебаний).
Рис. 6.10. Сборные железобетонные сваи: а – квадратного сечения без поперечного армирования; б – пирамидальная; в – забивной блок.
Буронабивные сваи выполняются из бетона, железобетона, грунтобетона, грунтоцемента, щебня, которые укладываются в скважину диаметром 0,5-0,8 м, глубиной погружения 1,5-2,0 м. При сыпучих грунтах стенки скважины закрепляют осадной трубой.
При проектировании свайных фундаментов малоэтажных зданий как правило сваи располагают в один ряд по геометрическим осям стен. В первую очередь сваи размещают в углах здания, в местах пересечения стен. Шаг свай в ряду определяют расчетом в зависимости от нагрузки и несущей способности свай и обычно принимается от 3 до 8 диаметров сваи.
Оптимальный шаг свай квадратного сечения – 1,5-1,8 м. Ширину монолитного железобетона принимают обычно равной ширине стены, но не менее 300 мм, а высоту – 400-500 мм.
Рис. 6.12. План фундамента с буронабивными сваями
Сплошные фундаменты
При неравномерных осадках, слабом грунте оснований, когда необходимо защитить подвал от проникновения грунтовой воды при высоком ее уровне, если пол подвала подвергается снизу большому гидростатическому давлению целесообразно применять монолитные или сборные плитные фундаменты под всей площадью возводимого здания.
В первом случае когда плита располагается в уровне планировочной отметки земли, плита «Подошва» имеет утолщенные ребра по контуру под несущие стены. Во втором случае (при наличии подвала) плиту укладывают на определенном заложении и прокладывают перфорированные дренажные трубы для отвода грунтовых вод.
Рис. 6.13. Монолитные сплошные фундаменты: а – в уровне планировочной отметки земли; б – с глубоким заложением.
Для устройства плиты грунт уплотняют, производится засыпка гравием, щебнем толщиной не менее 100 мм, служащая дренажным слоем. По нему укладывают гидроизоляцию в виде полиэтиленовой пленки толщиной 0,15 мм. При повышенном уровне грунтовых вод выполняют более мощную гидроизоляцию – армированную битумную пленку, заложенную между двумя слоями полиэтилена. Гидроизоляция препятствует проникновению влаги в монолитную плиту.
В настоящее время накоплен большой опыт по возведению экономичных малозаглубленных фундаментов. Наиболее рациональным способом защиты пучинистого грунта от промерзания является устройство горизонтальной теплоизоляции, укладываемой внутри под фундаментами или рядом с ними по наружному периметру стен в отапливаемых зданиях, в неотапливаемых – с двух сторон наружных фундаментов. Ширину изоляционного слоя рекомендуется принимать не более величины, равной глубине сезонного промерзания грунтов.
Рис. 6.14. Горизонтальная теплоизоляция фундаменто
Рис. 6.15. Мелкозаглубленные сплошные фундаменты: а – с утеплителем внутри фундамента; б – с утеплителем снаружи фундамента; в – с утеплителем снаружи фундамента; г – с утеплителем с внутренней стороны фундамента
Источник