Произодство и продажа бетона, пескобетона, кладочного раствора

  • ПРОДАЖА И ДОСТАВКА БЕТОНА

    Бетон | Москва | Щапово

  • ПЕСКОБЕТОН

    Пескобетон | Москва | Щапово

  • ЩЕБЕНЬ

    Продажа щебня в Московской области (Щапово)

  • ПЕСОК

    Продажа песка в Московской области (Щапово)

  • КЛАДОЧНЫЙ РАСТВОР

    Кладочный раствор в Подмосковье (Щапово)

+7(926)381-13-78
+7(985)999-71-40

+7(916)213-50-95

  КРУГЛОСУТОЧНО

­

Фундаменты и основания


Основания и фундаменты

ЛЕКЦИЯ №7

План лекции.

1. Основания фундаментов и их характеристика.

1.1. Работа грунта под нагрузкой.

1.2. Естественные основания. Виды грунтов и их важнейшие характеристики.

1.3. Искусственные основания.

2. Фундаменты малоэтажных жилых зданий.

2.1. Классификация фундаментов

2.2. Конструктивные решения фундаментов.

1. Основания фундаментов и их характеристика.

1.1. Работа грунта под нагрузкой

Грунты – это геологические породы, залегающие в верхних слоях земной коры, состоящие из твердых частиц (зерен) разной крупности (скелета грунта) и пор, заполненных или воздухом полностью, либо частично водой. А грунт, который находится под фундаментом в напряженном состоянии от действия нагрузки от здания, называется основанием фундамента.

Основание фундамента представляет собой массив грунта, расположенный под фундаментом и непосредственно воспринимающий через него нагрузки от здания или сооружения.

Эти нагрузки вызывают в основании напряженное состояние (рис.7.1), которое при достижении определенного уровня может привести к деформациям, как самого основания, так и фундамента.

Вследствие давления, предаваемого зданием на основание, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих усилий грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой грунта, которая вызывает осадку фундаментов.

Неравномерные деформации грунта, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, собственной массы грунта и других факторов (замачивания просадочного грунта, подтаивание линз льда в грунте и т.д.), называют просадками. Они могут вызвать повороты фундаментов и т.п. вплоть до разрушения. Просадки оснований недопустимы.

Для того чтобы осадки не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, а также не повлияли на условия эксплуатации зданий, установлены предельные величины деформаций основания и напряжений в грунте, возникающих под подошвой фундаментов.

1.2. Естественные основания. Виды грунтов и их важнейшие характеристики.

Если грунты неподвижны и способны воспринимать нагрузку без предварительного усиления, то они могут быть использованы в качестве естественных оснований.

Качество естественного основания зависит от многих факторов, однако в первую очередь, его определяет вид грунта, его влажность, уровень грунтовых вод и условия промерзания.

Естественные основания – это грунты, которые в природном состоянии имеют достаточную несущую способность, небольшую и равномерную сжимаемость, не превышающую допустимые значения.

По своему строению грунты состоят из частиц, удерживаемых от взаимного смещения различным образом: жесткой связью между зернами (спаянностью) – в сцементированных грунтах, постоянно сохраняющих свою структуру; силой трения – в сыпучих грунтах; силой сцепления – в связных грунтах.

Грунты, используемые в качестве оснований зданий и сооружений, подразделяют в зависимости от геологических характеристик на скальные и нескальные.

К скальным грунтам относятся: изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. К таким породам относят, например, граниты, базальты, песчаники, известняки. Под нагрузкой от зданий и сооружений указанные породы не сжимаются и являются наиболее прочным естественным основанием.

К нескальным грунтам относятся крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Крупнообломочные грунты по своей структуре (зерновому составу) подразделяются на щебенистые (вес частиц крупнее 10 мм составляет более половины) и дресвяные (вес частиц размером 2 – 10 мм составляет более 50 %). Если в этих грунтах преобладают окатанные частицы, они соответственно получают названия галечникового или гравийного.

Пески в сухом состоянии представляют в своей массе сыпучий грунт. По крупности частиц различают пески: гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые с соответствующим соотношением частиц от 2 мм до 0,05 мм в % от веса воздушно-сухого грунта. Песчаные грунты из гравелистых, крупных и средней крупности песков мало сжимаемы и при достаточной мощности слоя служат прочным и устойчивым основанием зданий и сооружений.

Глинистые грунты относятся к категории связных грунтов с размерами плоских частиц, не превышающими 0,005 мм, и толщиной менее 0,001 мм. Глинистые частицы скреплены силами внутреннего сцепления, величина которого зависит от влажности грунта. Глинистые грунты пластичны, т.е. способны при увлажнении переходить из твердого состояния в пластическое и даже в текучее. Глинистые грунты, находящиеся в твердом сухом состоянии, служат прочным основанием.

К глинистым грунтам относятся также суглинки и супеси, содержащие наряду с глинистыми частицами примеси песка. Содержание этих примесей характеризуется так называемым «числом пластичности». Для супесей это значение составляет от 0,01 до 0,07, для суглинков – от 0,07 до 0,17.

При наличии в глинистых грунтах до 15 – 25 % (по весу частиц крупнее 2 мм к указанным наименованиям должны прибавляться термины «с галькой» («со щебнем») или «с гравием» («с дресвой»); если же содержание частиц составляет 25 – 50 % (по весу) прибавляются термины «галечниковый» («щебенистый»), «гравелистый» («дресвянистый»). При наличии частиц крупнее 2 мм более 50 % (по весу) грунты относятся к крупнообломочным.

В зависимости от степени влажности или степени заполнения пор водой различают грунты маловлажные, влажные и насыщенные водой. Крупнообломочные и песчаные грунты с крупностью частиц выше средней при увлажнении мало сжимаемы и могут служить устойчивым основанием. Увлажнение мелкозернистых песчаных грунтов снижает их несущую способность тем больше, чем меньше размеры частиц грунта. Особенно сильно влияет на снижение несущей способности грунта увлажнение пылеватых песков с глинистыми и илистыми примесями. Такие грунты в водонасыщенном состоянии становятся текучими и называются плывунами. Возведение зданий на таких грунтах требует дополнительных мер по усилению основания.

В строительной практике встречаются насыпные грунты – искусственные насыпи, образованные в результате культурной и производственной деятельности человека. Такие грунты формируются при засыпке оврагов, высохших водоемов, на месте свалок и отходов производства и т.п.

Плотность насыпных грунтов часто зависит от характера подстилающего слоя и состава насыпи (наличие мусора, шлаков и др.). Вопрос об использовании насыпных грунтов в качестве основания для зданий и сооружений рассматривается в каждом отдельном случае в зависимости от характера грунта и возраста насыпи. Так, например, песчаные насыпи, в своей основе содержащие песок, самоуплотняются через 2-3 года, а глинистые – через 5 – 7 лет, после чего они могут быть использованы в качестве естественного основания. Несущая способность глинистых грунтов при их увлажнении значительно снижается. При замерзании влажных глинистых грунтов основания происходит замерзание воды в порах: происходит так называемое «пучение», которое часто является причиной деформаций фундаментов и зданий. Поэтому глубина заложения фундаментов от уровня земли на глинистых грунтах должна быть, как правило, ниже глубины зимнего промерзания на 15 – 20 см.

Глинистые грунты (например, лессы и лессовидные), обладающие в природном состоянии видными невооруженным глазом крупными порами (макропорами), называют макропористыми грунтами. При увлажнении такие грунты из-за содержания в них растворимых в воде извести, гипса и других солей теряют связность, быстро намокают и при этом уплотняются, образуя просадки. Указанные грунты называют просадочными и для обеспечения необходимой прочности и устойчивости возводимых на таких грунтах зданий и сооружений должны выполняться специальные мероприятия по укреплению грунтов основания и по защите их от увлажнения.

Грунтовые воды образуются в результате проникновения в грунт атмосферных осадков. Дойдя до водонепроницаемого слоя («водоупора»), например слоя глины, вода стекает по его склону, просачиваясь через водопроницаемые слои (крупнозернистые и т.п.). Уровень дренируемой воды зависит от близости водоупора к поверхности, от сезонных колебаний уровней воды в водоемах местности и т.п. Этот уровень, называемый уровнем грунтовых вод, может изменяться еще и от проникновения воды сверху – так называемой верховодки при таянии снегов, дождях и при наличии прослоек глинистых грунтов, задерживающих движение воды.

В зависимости от гидрогеологических условий, слои грунта могут быть в различной степени насыщены грунтовой водой. Крупнозернистые грунты содержат ее в том случае, если ниже них залегают водоупорные слои. Мелкозернистые грунты могут содержать грунтовую воду частично или полностью, а глинистые грунты в силу своей большой влагоемкости чаще всего имеют только капиллярную (связную) воду.

Грунтовые воды, содержащие растворенные примеси солей и других веществ, разрушающих материал фундаментов, называют агрессивными.

Для защиты от агрессивных грунтовых вод создаются специальные конструкции, способные работать в агрессивной среде и защищающие фундаменты от разрушения (СНиП 3.02.01-83).

Грунты, имеющие в своем составе лед, называют мерзлыми. Грунты, промерзающие только в течение одного зимнего времени, называются сезонно-мерзлыми; сохраняющие мерзлое состояние непрерывно в продолжении долгих лет – вечномерзлыми. Сезонно-мерзлые грунты в зимнее время под воздействием нулевой или отрицательной температуры района строительства промерзают на некоторую глубину.

Промерзание некоторых из этих грунтов может вызвать их пучение. Грунты, в которых присутствует значительное количество глины (супеси, суглинки и глины), называют вспучивающимися при замерзании. Остальные грунты (пески, гравелистые и др.) составляют группу невспучивающихся при замерзании. Силы пучения всегда направлены снизу вверх, в процессе замерзания или оттаивания происходит смещение отдельных участков поверхности относительно друг друга. По степени пучения грунты разделяются на сильно пучинистые, пучинистые и непучинистые. Более всего пучинят глинистые грунты. При насыщении водой в небольшой степени пучинят мелкие пески. Крупнообломочные и песчаные грунты крупных фракций не пучинят даже в насыщенном водой состоянии. В скальных породах и крупнообломочных грунтах деформации грунта, развивающиеся при замерзании, незначительны либо вовсе отсутствуют.

studfiles.net

Обустройство оснований и фундаментов при строительстве зданий

Фундамент должен выдерживать нагрузки всех конструкций дома и передавать их на грунт. Основания и фундаменты могут иметь достаточную несущую способность, но под воздействием нагрузок здания и деформаций грунта (вспучивания) возможны значительные перемещения конструкций. По условиям нормальной эксплуатации строений они недопустимы.

Схема ленточного фундамента.

Поэтому до начала строительства необходимо определить несущую способность грунта участка. В различных регионах свойства почвы и глубина ее промерзания значительно различаются. Даже на соседних строительных площадках характеристики грунта могут быть разными. Для их определения проводятся гидрогеологические исследования.

Общие требования к проектированию фундаментов и оснований

Основания и фундаменты рассчитываются индивидуально для каждого объекта.

Типовых проектов для систем сооружение-основание не существует. Система рассчитывается как единое целое. Расчет ведется по предельным нагрузкам.

В конструктивной схеме фундамента выбираются характерные сечения. В них рассчитывается взаимодействие фундамента и основания. Размеры сооружения должны соответствовать всем расчетам по предельным состояниям. Исходя из результатов расчетов, конструируются фрагменты в каждом сечении, а затем фундамент для всего здания.

Основания и фундаменты проектируются по вариантному методу. Расчет производится для нескольких конструкций сечений и сооружения в целом. Затем делается сравнение по ряду технико-экономических показателей, и выбирается наиболее экономичный вариант. Для него разрабатывается проект, включающий архитектурно-строительные чертежи и ППР.

Схема устройства песчаной подушки под ленточный фундамент.

При выборе варианта учитываются:

  • рельеф площадки;
  • физико-механические свойства грунтов;
  • геологическое строение массива;
  • гидрогеологические условия площадки;
  • объемно-планировочное решение здания;
  • особенности производства работ при закладке фундамента;
  • особенности использования строения и возможные факторы, приводящие к изменению свойств грунтов в период его эксплуатации.

При проектировании фундаментов производятся расчеты на прочность, трещиностойкость и устойчивость к деформациям.

Вернуться к оглавлению

Основанием фундамента могут служить плотные слои естественного грунта, залегающие на определенной глубине, или искусственно оборудованное ложе. Естественные основания обустраивают, если грунты в своем природном состоянии способны выдержать проектируемую нагрузку будущего строения.

Если несущая способность грунта недостаточна для нагрузки от возводимого здания, он уплотняется или делается искусственное основание. Грунт уплотняется трамбованием или выполняется цементация — нагнетание в почву цементного раствора, обжиг грунта или силикатизация — нагнетание хлористого кальция и стекла. Для не массивных зданий в качестве искусственного основания фундамента может служить бетонная, железобетонная или песчаная подушка. Их устройство уменьшает давление на единицу площади грунта. Основания, сооруженные искусственно, увеличивают затраты на возведение здания, поэтому их устраивают лишь в условиях, когда это экономически оправдано.

Схема разметки фундамента.

Чистка дна котлована выполняется бульдозером. На пересечении осей и углов с помощью нивелира колышками фиксируются проектные отметки котлована. При механизированном выравнивании поверхности грунт срезается немного ниже проектной отметки, затем необходимый уровень достигается подсыпкой песком.

Уплотнение грунта на дне котлована выполняется кулачковыми или гладкими катками. Используются дизельные и пневматические трамбовки. Поверхность трамбуется по участкам последовательными ударами. Участки распределяются равномерно поперечно полосе площадки.

Рекомендации по уплотнению почвы:

  • песчаные и обломочные грунты уплотняют вибрированием;
  • лессовые просадочные грунты уплотняются с предварительным замачиванием, в пробуренные скважины засыпается дренирующий материал и заливается вода;
  • с помощью гидровибрирования производится глубинное уплотнение грунта, при уплотнении грунт увлажняется до полного насыщения;
  • слабые глинистые и заиленные почвы уплотняют песчаными и грунтовыми сваями;
  • торфяные слои, подстилающие верхний грунт, стабилизируют с помощью вакуумирования или электроосмоса.

Вернуться к оглавлению

Применение песчаной подушки обеспечивает оптимальное воздействие нагрузки на ни нижнюю часть фундамента, противодействует его подмыванию грунтовыми водами. Если грунт в вырытом котловане неприемлем для возведения спроектированного фундамента, поверхностный слой убирается, засыпается песок толщиной не менее 0,2-0,25 м. Подушка тщательно разравнивается.

Схема армирования подушки фундамента.

Чтобы основание фундамента не было зыбким, подушку следует тщательно утрамбовать с помощью виброплиты. В процессе трамбования песок периодически поливается водой для обеспечения максимальной плотности слоя.

При устройстве основания необходимо учитывать активность и уровень грунтовых вод на участке в весенний период. Если строительство ведется в местности, где вода близко подступает к поверхности почвы, под песчаной подушкой обустраивается дренажный слой.

Основание с песчаной подушкой подготавливается в основном при глубоком залегании от поверхности земли грунтовых вод. Метод используется при сооружении одноэтажных домов из легких материалов (пенополистирольных блоков, каркасных строений и т. д).

Для ленточного фундамента толщина песчаного слоя должна быть примерно в 3 раза больше его ширины. Для увеличения срока эксплуатации подушки из песка и предотвращения ее заиливания перед засыпкой в котлован укладывается полотно геотекстиля. Лучше выполняет свои функции подушка трапецеидальной формы с сужением граней вниз под углом в 30˚. Ширина и длина основания должна быть больше размеров фундамента на 0,15-0,2 м.

При устройстве щебеночного основания предварительно засыпается слой песка 0,05-0,1 м и поливается водой. Затем укладывается щебень слоем в 20-25 см. Подсыпка производится до проектного уровня с постепенной трамбовкой виброплитой. Щебень используется фракции 20-40 мм. Основание фундамента с подушкой из щебня обустраивается при строительстве частных домов и котеджей из разнообразных строительных материалов и любой этажности.

Вернуться к оглавлению

Чаще всего фундамент закладывается ниже глубины промерзания почвы в регионе строительства для предотвращения вспучивания основания. Величина заглубления зависит от:

На непучинистых слоях грунта при глубоком залегании грунтовых вод допускается расположение подошвы фундамента выше нижнего уровня промерзания почвы. При этом должны быть учтены максимальные нагрузки на основание и другие особенности конструкции строения.

При повышенном уровне грунтовых вод подвальные и цокольные помещения должны быть оборудованы соответствующей гидроизоляцией, предотвращающей их затопление. В бетонном растворе для заливки фундамента используются добавки, улучшающие гидроизоляционные свойства конструкции.

В зависимости от условий строительства устанавливаются следующие типы фундаментов;

  • сплошной — устраивается при нахождении грунтовых вод близко к поверхности и значительных колебаниях их уровня;
  • свайный — необходим на участках с большой вероятность возникновения паводков;
  • столбчатый — возводится для достаточно легких строений;
  • ленточный — используется при строительстве одноэтажных строений при подходящих свойствах грунта основания.

Наиболее распространенными являются фундаменты из бетона и железобетона. Они устойчивы к воздействию влаги и обеспечивают высокую прочность конструкции. В некоторых случаях предпочтение отдается специальным видам кирпича (как материалу для возведения фундамента). Но по прочностным свойствам и стоимости такой материал не выдерживает конкуренции с бетоном.

Для легких деревянных строений иногда устраивается фундамент из такого же материала. Обработанное специальными составами для устойчивости к влаге и к грибку дерево может выполнить роль фундамента в сухих грунтах. Применяются при обустройстве фундамента и различные комбинации материалов.

Но экономия средств на установке недостаточно прочных фундаментов нецелесообразна, так как последующее восстановление деформированных конструкций обойдется дороже. Основания и фундаменты должны обустраиваться с точным соблюдение параметров, установленных проектными расчетами, и предписаний проектной документации.

moifundament.ru

Процесс обустройства основания и фундаментов и их типы

При проектировании зданий основания и фундаменты рассматриваются в комплексе. Подземные монолитные или сборные конструкции принимают сборные нагрузки от здания, передают их на нижерасположенные грунты. В обратном направлении (снизу вверх) действуют усилия при морозном вспучивании глинистых почв. Поэтому применяются технологии для ликвидации сил пучения.

Грунты оснований

Перед возведением любого объекта следует четко понимать, что основания и фундаменты должны выдержать вес несущих конструкций, не допустить деформаций, разрушения. Если материал и конструкцию фундамента можно выбрать из нескольких вариантов, то геологию участка изменить невозможно:

  • почвы залегают пластами, имеют линзы проницаемых пород внутри глинистых слоев, в которых скапливается «верховодка»
  • с увеличением содержания глины возрастает вероятность морозного вспучивания
  • расчетное сопротивление грунтов сборным нагрузкам от веса здания неодинаково

Внимание: На пылеватом песке или торфянике может «утонуть» даже плавающая плита, обладающая максимальной несущей способностью и поверхностью опирания.

Общие сведения

Самыми опасными геологическими условиями являются плывуны, свежие насыпи, торфяники, пылеватые влажные пески. Чтобы пройти их насквозь, опереть фундамент на пласт с высокой несущей способностью, потребуется выбрать винтовые либо буронабивные сваи без вариантов.

Со стабильными почвами, даже пучинистыми (глина, супесь, суглинок) работать гораздо проще:

  • они имеют высокое расчетное сопротивление
  • можно выбрать любую конструкцию фундамента
  • избавиться от морозного вспучивания стандартным комплексом мер

Скальный, крупнообломочный (гравелистый) грунт резко снижают бюджет строительства. В этом случае можно выбрать самую дешевую технологию (например, столбы из бетонных блоков для сруба, МЗЛФ для кирпичного коттеджа), обойтись без дренажа, утепления фундамента/отмостки, подстилающего слоя, обратной засыпки щебнем или песком.

На крупном песке так же можно построить жилище из любого конструкционного материала. Однако придется разорвать капиллярную юбку прослойкой из щебня, чтобы влага не смогла подняться к бетонным конструкциям при обратном давлении.

Влияние грунтовых вод

Влага в земле разрушает фундаменты несколькими способами:

  • подвергаются коррозии арматурные каркасы и сетки внутри железобетона
  • при замерзании вода расширяется, в фундаментах раскрываются множественные микротрещины, снижающие прочность конструкции
  • насыщенная влагой глина в почвах так же увеличивается в объемах при замерзании, возникают силы пучения, выдергивающие бетонные конструкции либо пытающиеся выдавить их на поверхность, сдвинуть по горизонтали

Внимание: Воду необходимо отвести с поверхности ливневками, отмостками, собрать под землей дренами, чтобы отвести от фундамента в резервуар, естественный водоем, канаву.

Однако осушение оснований полностью проблему вспучивания не решает. Поэтому наружные грани бетонных конструкций и отмостки утепляются для сохранения геотермального тепла недр. Под подошвами лент, плит, столбов изготавливаются подстилающие слои из песка/щебня, пазухи траншей, котлованов засыпаются аналогичными материалами. В инертных продуктах глина отсутствует, вспучивание становится невозможным.

Расчет и подготовка оснований

При проектировании учитываются характеристики грунтов и уровень УГВ, поэтому расчет заключается в определении несущей способности по расчетному сопротивлению почв. Другими словами, необходимо узнать минимальную площадь опирания ленты или столбов, которая будет достаточна для отсутствия просадки грунта под ними.

Сборная нагрузка складывается из веса всего силового каркаса коттеджа (полы, перекрытия, стены и кровля, лестницы, стропильная система и сам фундамент), ветровых/снеговых нагрузок, массы мебели, жильцов, облицовок интерьеров. Расчетное сопротивление грунтов берется из таблиц СП.

Улучшить характеристики пучинистых оснований можно несколькими способами:

  • заменить верхние 40 – 60 см песком при низком УГВ либо щебнем при высоких водах грунтовых
  • уложить дрены и утеплить подошву фундамента + отмостку
  • применить в обратных засыпках пазух траншей нерудные материалы

Указанные методы позволяют снизить глубину заложения плиты, МЗЛФ, столбов. Снизится бюджет строительства и время сдачи объекта, трудозатраты и расход материалов.

Фундаменты типовые

Ввиду разнообразия геологических условий, этажности, конфигурации зданий основания и фундаменты всегда проектируются индивидуально. Типовые проекты существуют исключительно для коттеджей, позволяют определить величину сборных нагрузок, которые необходимо распределить фундаментом, передать на грунт.

Важно: В любой типовой проект по умолчанию закладывается максимальный запас прочности. Заказчик экономит на документации, зато рискует серьезно переплатить на каждом этапе строительства. Например, в регионе может не оказаться пиломатериалов нужного сечения, спецзаказ обойдется дороже. В то же время, при индивидуальном проектировании будут учтены все нюансы, застройщик заплатит дороже за документацию, но сэкономит на материалах.

Ниже рассмотрены конструкции типовых фундаментов для малоэтажной застройки с привязкой к геологическим условиям и рельефу участка.

Схемы

Классикой фундамента является плавающая плита, имеющая максимальную поверхность опирания. Поэтому несущая способность по умолчанию имеет многократный запас, можно строить дома из тяжелых конструкционных материалов.

Ограничениями являются:

  • грунты с малым расчетным сопротивлением (торф, песок пылеватый, не сформировавшаяся насыпь), на которых даже плита будет погружаться ежегодно
  • склоны с перепадами между противоположными стенами больше 1,5 м – горизонтальные подвижки вспучивающихся грунтов слишком велики, потребуется изготовление вертикальных подземных стен
  • прибрежная зона, в которой не спасет даже самая качественная гидроизоляция бетонных конструкций

Внимание: Расход бетона, арматуры в плитных фундаментах максимальный, что сказывается на общем бюджете. Однако на влажных почвах с высоким УГВ это оптимальный вариант для кирпичных, бетонных построек.

Столбчатый фундамент, наоборот, относится с бюджетному типу подземных несущих конструкций. Однако ограничений здесь гораздо больше:

  • склоны – столбы чувствительны к горизонтальным подвижкам, легко опрокидываются
  • высокий УГВ – на влажных почвах резко снижается ресурс конструкции
  • стены из тяжелых конструкционных материалов – столбчатые фундаменты больше подходят для опирания срубов, СИП панелей, «каркасников»

Внимание: Головная часть столбов должна быть обвязана ростверком для увеличения пространственной жесткости конструкции. Комплекс ликвидирующих вспучивание почв мероприятий должен выполняться в полном объеме.

Ленточные фундаменты являются универсальными, так как гораздо надежнее столбов, дешевле плит. Если заглубить ленту ниже отметки промерзания, можно получить дополнительный подземный этаж. Для легких построек оптимальным вариантом служит МЗЛФ или незаглубленный монолитный пояс. Эта технология позволяет залить пол по грунту, который обходится дешевле перекрытий по балкам.

Проблема высокого УГВ решается кольцевым или пластовым дренажом, вспучивание снижается стандартными технологиями. Существуют схемы утепления МЗЛФ для жилищ постоянной, временной и сезонной эксплуатации. Технология полностью отработана, что гарантирует от серьезных ошибок даже при самостоятельном строительстве.

Свайные фундаменты обычно применяют для легких построек, что обусловлено отсутствием квалифицированных проектировщиков. На самом деле, на винтовых сваях можно изготовить монолитный ростверк, возвести 3-х этажный особняк. Найти компанию, способную дать гарантии на подобный проект, крайне сложно.

Поэтому сваи применяют для каркасных коттеджей, срубов, СИП панелей. Это единственный фундамент для болота, грунта с недостаточным расчетным сопротивлением, горного склона или прибрежной зоны. Экономия бюджета начинается при проектировании, поскольку отсутствуют элементы конструкции:

  • подстилающий слой – минус несколько самосвалов щебня/песка, отсутствие земляных работ
  • не нужно утепление отмостки/фундамента – минус пенополистирол, клей, дюбеля для крепления
  • можно обойтись без дренажа – минус гофротрубы и колодцы, щебень, геотекстиль

Строительство стен начинается в тот же день, когда был уложен сборный ростверк. При использовании монолитных балок ростверка придется подождать 4 – 28 дней в зависимости от температуры воздуха.

Внимание: Свайно-винтовые фундаменты обладают максимальной ремонтопригодностью, позволяют реставрировать ленты, столбы и плиты. Перепланировка и изготовление пристроек не вызывает проблем в любой момент эксплуатации коттеджа.

Связь с основаниями

Основной ошибкой 90% индивидуальных застройщиков является экономия на геологических изысканиях. Слои пород залегают неравномерно, под гравелистым грунтом или слоем крупнозернистого песка вполне может находиться торф или песок пылеватый. Результатом станет ежегодное погружение здания, для ремонта основания потребуется комплекс работ:

  • вывешивание отдельных участков домкратами
  • упрочнение грунта цементацией, термическим обжигом, спиральными или винтовыми сваями, уширение подошвы или метод ж/б обоймы

Внимание: Сезонное поднятие УГВ опасно морозным вспучиванием в отсутствие утепления фундамента, кольцевого дренажа.

Существуют конструкционные ошибки при изготовлении пристроек (крыльцо, веранда), отмосток. Например, жесткая связь стяжки отмостки без утепления с МЗЛФ может привести к разрушению ленты. Зимой грунты приподнимают отмостку и часть МЗЛФ, весной тяжелый фундамент пытается опуститься вниз, чему препятствует почвенный уплотненный валик под ней.

В результате повышаются растягивающие нагрузки, с которыми арматура не может справиться. Итогом становятся трещины или частичное разрушение бетонной конструкции.

Поэтому слабые почвы закрепляют перед началом строительства либо выбираются сваи, проходящие их насквозь. В нормативах СП запрещены малозаглубленные фундаменты без обеспечения снижения сил пучения.

Типы заглубления

Заложение плиты, ленты ниже отметки промерзания экономически выгодно только при наличии подвального этажа в проекте. Во всех остальных случаях целесообразно два варианта:

  • малозаглубленный фундамент + меры защиты от пучения
  • достижение сваями пластов с высоким расчетным сопротивлением

Рекомендуемое заглубление подошвы фундамента для разных грунтов составляет:

  • песок средней фракции – 30 – 60 см
  • крупный песок и гравелистая почва – 30 см
  • крупнообломочный либо скальный грунт – заглублять не нужно

Внимание: Верхний пахотный слой чернозема должен быть снят в пятне застройки в любом случае. В нем много органики, которая перегниет за 1 – 3 года, что приведет к самопроизвольному уплотнению, неравномерной усадке.

Глубокое заложение не рекомендовано при высоком УГВ. Из траншей придется непрерывно откачивать воду, повышать качество гидроизоляции, увеличивая смету строительства. Как вариант, на почвах с недостаточной несущей способностью может применяться уширение подошвы ленты МЗЛФ. Для столбчатых фундаментов эта технология является обязательной.

Сборные фундаменты из кирпича, блоков ФБС или стеновых размером 20 х 20 х 40 см по умолчанию менее надежны, чем монолитные конструкции. Любые подвижки грунта приводят к неравномерному смещению изделий внутри кладки, так как у многочисленных балок, которыми в принципе являются все блоки, больше степеней свободы, чем у одной жестко защемленной.

Цокольный этаж несколько отличается от подземного уровня:

  • полы заглубляются наполовину этажа (1,3 – 1,5 м)
  • высота потолков обеспечивается увеличением цокольной части
  • все операции снижения сил пучения выполняются в полном объеме

Технология позволяет избавиться от понижения уровня УГВ пластовым или кольцевым дренажом, жилая площадь обходится дешевле. Крыльцо изготавливается на независимом фундаменте, не имеющем жесткой связи с основным, укрывается собственной крышей.

Погреб и отмостка

Погреб может являться частью фундамента или изготавливаться в виде самостоятельной конструкции. Для первого варианта существуют кессонные плиты с погребом под одной комнатой. В этом случае плита не может считаться плавающей, так как выступающая часть якорит ее на месте. Любые подвижки грунтов приводят к образованию трещин, нарушению целостности конструкции. Поэтому утепление подошвы, отмостки, дренаж, подстилающий слой являются обязательными условиями.

Заливается кессонная плита поэтапно:

  • стяжка погреба – толщина 5 – 10 см
  • стены подвального помещения – по технологии ленточного фундамента
  • плита здания – опалубка по периметру, две арматурных сетки в разных уровнях

Внимание: Все элементы кессонной плиты жестко связываются арматурными прутками, поверхности зачищаются металлическими щетками или химическими реагентами для снятия пленочного слоя, повышения адгезии.

Отдельный погреб изготавливается по технологиям заглубленного ленточного или плитного фундамента. В первом случае снижается смета строительства, так как стяжка пола по грунту дешевле полноценной плиты. Во втором варианте повышается несущая способность, что позволяет изготовить эту подземную конструкцию даже на пылеватых песках.

Никаких нагрузок, кроме собственного веса, погреб в этом случае не несет. Зато на глинистых почвах возможно вспучивание, поэтому необходимы следующие операции:

  • наружная или проникающая гидроизоляция стен, подошвы плиты
  • утепление наружных граней стен
  • вентиляция естественного типа, рекуператором или вентиляторами
  • дренаж пристенный или кольцевой отдельно для погреба

Отмостка в принципе к фундаментам не относится, однако именно этой бетонной стяжкой или лентой из брусчатки, тротуарной плитки, керамогранита отводятся поверхностные воды от подземных бетонных конструкций и потенциальных линз верховодки, которыми являются материалы обратных засыпок пазух и подстилающего слоя фундаментной подушки.

Для сбора жидкости из водостока кровли в отмостку интегрируются дождеприемники. Талые, дождевые воды отводятся лотками на внешнему периметру стяжки. Для этого от несущих стен/цоколя наружу создается уклон самотека 4 градуса.

Внимание: Объединять дренаж с ливневкой запрещено категорически, поскольку это может вызвать переполнение подземного резервуара.

В столбчатых и свайных фундаментах с висячем ростверком используется дополнительный элемент – забирка. В отсутствие полноценного цоколя периметр подполья остается незащищенным для листвы, грязи, осадков, проникновения грызунов.

Забирка создается из кирпичной кладки (ширина 12,5 см), листовых материалов (ЦСП, плоский шифер) или цокольного сайдинга. В первом случае необходима фундаментная подушка из щебня или песка. Для крепления листовых материалов достаточно закрепить на столбах/сваях прогоны из профильной трубы, оцинкованного профиля систем ГКЛ.

Для цокольного сайдинга выпускаются разнообразные доборные элементы, что резко снижает трудоемкость декорирования забирки. Зато листовые материалы можно облицевать гибкой черепицей, имеющей больший ресурс, эстетику восприятия. Кирпичная/клинкерная кладка обходится дорого, имеет практически вечный ресурс.

При изготовлении забирок следует учесть нюансы:

  • узел примыкания – каркас и облицовка забирки не должна доходить до земли на 5 см, чтобы ее не повредили грунты при вспучивании
  • гидроизоляция – отмостка должна примыкать к забирке, под нее закладывается лист рулонного материала, верхний край которого заводится под забирку вертикально

Внимание: Это позволит избавиться от влаги тающих сугробов на отмостке, расположенных вплотную к фальш-цоколю.

Таким образом, если учесть геологию участка, система основание/фундамент будет обладать максимальным эксплуатационным ресурсом. Это избавит от периодического ремонта, снизит текущие расходы, повысит комфортность проживания.

fundamentdomov.ru

ЛЕКЦИЯ 3. Основания и фундаменты

Определение и виды оснований. — Требования, предъявляемые к фундаментам. — Классификация фундаментов. — Виды фундаментов: ленточные, бутовые, бутобетонные, столбчатые, свайные, сплошные. — Гидроизоляция.

Определение и виды оснований

Массив грунта, залегающий под фундаментом, способный надежно воспринимать давление от здания, называют естественным основанием. Грунты, образующие основание, подразделяют на глинистые, песчаные, крупнообломочные и скальные.

Если грунты основания не способны надежно воспринимать давление от здания, их искусственно укрепляют.

Основание, грунты которого искусственно укреплены, называют ис-

кусственным.

Поддействиемнагрузкиотзданияглинистые,песчаныеикрупнообломочные грунты способны сжиматься, что может повлечь за собой осадку здания. Величина и равномерность осадки зависят от величины нагрузки, сжимаемости грунта, формы и размеров опорной площади фундамента.

Сжимаемость и несущая способность различных видов грунтов неодинаковы, так как различны их физико-механическиесвойства. Грунтовые воды снижают несущую способность основания.

Требования, предъявляемые к фундаментам:

1)прочность;

2)устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента;

3)устойчивость к агрессивным грунтовым водам;

4)стойкость к атмосферным факторам (морозостойкость; пучение грунтов при замерзании);

5)соответствие по долговечности сроку службы здания;

6)индустриальность;

7)экономичность.

Классификация фундаментов

По работе материала фундамента под нагрузкой различают жест-

кие фундаменты, работающие преимущественно на сжатие, игибкие, работающие на растяжение и скалывание.

К жестким фундаментам относят бутовые, бутобетонные и бетонные фундаменты.

Гибкие фундаменты выполняют из железобетона.

По конструктивной схеме (рис. 3) фундаменты делят:

1)на ленточные (в виде непрерывной ленты под всеми несущими стенами);

2)столбчатые (в виде отдельных столбов);

3)сплошные (в виде сплошной плиты под всем зданием);

4)свайные.

Рис. 3. Конструктивные схемы фундаментов: а — ленточный; б — столбчатый; в —

сплошной; г — свайный: 1 — монолитная железобетонная плита:2 — сваи:3 — ростверк;4 — стена;5 — фундаментные балки

По способу возведения фундаменты могут быть монолитными и сборными.

В зависимости от глубины заложения подошвы фундаментов разли-

чают фундаменты глубокого (более 5 м) и мелкого заложений.

Глубиной заложения фундамента называется расстояние от отметки планировки грунта до подошвы фундамента. Глубина заложения фундаментов зависит от конструктивных особенностей здания (наличие или отсутствие подвалов и др.), величины и характера нагрузок на основание, глубины заложения фундаментов смежных зданий, геологических и гидрологических условий участка (виды грунтов, их физическое состояние, наличие грунтовых вод, их отметки и колебания уровня), климатических особенностей района (глубина промерзания грунтов), а также от принятой конструкции фундамента.

ГЗ = ГП + Ц + 0,2,

где ГЗ — глубина заложения фундамента; ГП— глубина промерзания грунта; Ц — высота цоколя; 0,2 м — конструктивный запас.

Виды фундаментов

Ленточные фундаменты устраивают под несущие стены здания. Они подразделяются на сборные и монолитные.

аб

вг

Рис. 4. Конструкции ленточных фундаментов: а — сборный; б — то же, прерывистый;

в — монолитный фундамент (бутобетонный);г — бутовый фундамент:1 — фундаментные подушки; 2 —

бетонные блоки; 3 — отмостка;4 — гидроизоляция;5 — кирпичная облицовка (в полкирпича)

Сборныеленточныефундаментысобираютизжелезобетонныхблоковподушек прямоугольного или трапецеидального сечений высотой 300 и 500 мм, длиной от 800 и до 2800 мм. уложенные на выровненное основание вплотную одна к другой в направлении несущих стен, они образуют сплошную ленту, по которой в перевязку швов на растворе укладывают бетонные блоки стенки фундамента. Блоки стенки шириной 300, 400, 500, 600 мм, высотой 580 мм, длиной 780, 1180 и 2380 мм могут быть сплошными и пустотелыми.

а

б

Рис. 5. Конструкции ленточных фундаментов: а — ленточный сборный фундамент; б —

ленточный монолитный фундамент

Пустотелыеблокинеприменимывгрунтах,насыщенныхводой,таккак в пустоты блоков проникает вода и при замерзании разрушает их стенки.

Фундаменты, в которых блоки-подушкиуложены с расстоянием одна отдругой,называютсяпрерывистыми(рис.4,б).Расстояниемеждублоками засыпают песком. Прерывистые фундаменты экономичнее сплошных.

Рис. 6. Ленточные монолитные фундаменты. План

Рис. 7. Ленточные сборные фундаменты. План

18

Бутовые фундаменты. В современном строительстве бутовые фундаменты применяют только в тех районах, где бут является местным строительным материалом, потому что бутовые фундаменты трудоемки в изготовлении и неэкономичны.

Рис. 8. Ленточный бутовый фундамент: 1 — отмостка,2 — обратная засыпка грунтом

Наиболее экономичными из монолитных ленточных фундаментов яв-

ляются бутобетонные фундаменты.

Рис. 9. Бутобетонный фундамент

Их выполняют из бетона М75 (и выше) и бутового камня (40...50%), вводимого в бетон по мере возведения фундаментов.

При устройстве монолитных фундаментов применяют инвентарную щитовую опалубку.

Рис. 10. Бутобетонный фундамент. План

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки от здания вызывают давление на грунт меньше нормативного (например, малоэтажные здания, некоторые типы панельных зданий) или когда слой грунта,служащийоснованием,залегаетназначительнойглубине(3...5 м), что экономически не оправдывает применение ленточных фундаментов.

Рис. 11. Столбчатый фундамент

Рис. 12. Столбчатый фундамент. План

Столбчатые фундаменты могут быть монолитными и сборными. Под зданиями с несущими стенами столбчатые фундаменты распола-

гают под углами стен, в местах пересечения наружных и внутренних стен, под простенками и через 3...5 м на глухих участках стен.

По столбчатым фундаментам под несущие стены устраивают фундаментные балки из сборного или монолитного железобетона. При расстояниимеждустолбчатымифундаментамидо4миногдаустраиваюткирпичные армированныеперемычки.Воизбежаниедеформаций фундаментных балок от сил пучения грунтов при промерзании в пучинистых грунтах (под фундаментными балками) устраивают подушку из песка или шлака высотой 50...60 см.

Столбчатые фундаменты устраивают и под отдельно стоящими опорами зданий: под каменные колонны — сборный фундамент из железобетонных блоков-подушек.

Свайные фундаменты устраивают на деревянных, бетонных и (редко) стальных сваях.

Свайные фундаменты различают:

1) по способу изготовления и погружения свай в грунт — на сваи забивные, погружаемые в грунт в готовом виде, и набивные, изготовляемые непосредственно в грунте;

Рис.13.Свайныйфундамент:

1 — бетонная свая; 2 — гидроизоляция;

3 —железобетонныйпояс;4 —отмост- ка; 5 — стенка цоколя из кирпича; 6 — железобетонная плита перекрытия

2) по характеру работы в грунте — на сваях-стойках,которые проходят через слабые грунты и опираются на прочный грунт, и висячих сваях (сваях трения), которые уплотняют слабый грунт и передают нагрузку на грунт трением, возникающим между грун-

том и боковой поверхностью свай.

Для равномерного распределения на-

грузки от здания на все сваи, располагаемые

рядами или в шахматном порядке, головы свай заделывают в бетонную или железобетонную плиту (ростверк).

Свайные фундаменты позволяют сократить объем земляных работ, расход бетона, снизить стоимость фундаментов. Вместе с тем свайные фундаменты менее экономичны по расходу стали.

Забивныежелезобетонные и деревянные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов.

Набивные сваи устраивают методом заполнения бетонной или иной смесью предварительно пробуренных, пробитых или

выштампованных скважин. Нижняя часть скважин может быть уширена с помощью взрывов (сваи с камуфлетной пятой).

Буроопускные сваи отличает oт набивных то, что в скважину устанавливают готовые железобетонные сваи с заполнением зазора между сваей и скважинойпесчано-цементнымраствором.

Свайные фундаменты в плане могут состоять: из одиночных свай — под опоры;

лент свай — под стены здания, с расположением свай в один, два и более рядов;

кустов свай — под тяжело нагруженные опоры; сплошного свайного поля — под тяжелые сооружения с равномерно

распределенными по плану здания нагрузками.

Расстояние между сваями и их число определяют расчетом. Минимальное расстояние между висячими сваями принимают 3d (где

d — диаметр круглой или сторона квадратной сваи).

Рис. 14. Виды свай: 1,2,3,4 — бетонные и железобетонные сваи квадратные, круглые, сплошные,пустотелые;5,6 —набивныеобычныеисуширеннойпятой;7,8 —камуфлетные;9 —сшарнирнораскрывающиеся упорами;10 — призматические;11 — свая в лидерной скважине

Рис. 15. Свайный фундамент из сборных винтовых свай

Сплошные фундаменты проектируют в виде балочных или безбалочных, бетонных или железобетонных плит. Ребра балочных плит могут быть обращены вверх и вниз. Места пересечения ребер служат для установки колонн каркаса. Пространство между ребрами в плитах с ребрами

вверх заполняют песком или гравием, а поверх устраивают бетонную подготовку.Бетонныеплитынеармируют.Железобетонныеармируютпорасчету. При большом заглублении сплошных фундаментов и необходимости обеспечить большую их жесткость фундаментные плиты можно проектировать коробчатого сечения с размещением между ребрами и перекрытиями коробок помещений подвалов.

Рис. 16. Сплошные фундаментные плиты: а — под стены или колонны; б — плитно-

балочный вариант; в — коробчатые;г — в виде цилиндрических оболочек;д — оболочек двоякой кривизны

Рис. 17. Сплошной фундамент. План

studfiles.net


Смотрите также