9 фундаменты назначение условия работы под нагрузкой

Обновлено: 05.07.2024

9 фундаменты назначение условия работы под нагрузкой

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

____________________________________________________________________
Текст Сравнения СНиП 2.02.01-83* с СП 22.13330.2011 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 1985-01-01

РАЗРАБОТАНЫ НИИОСП им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР (руководитель темы - д-р техн. наук, проф. Е.А.Сорочан, ответственный исполнитель - канд. техн. наук А.В.Вронский); институтом Фундаментпроект Минмонтажспецстроя СССР (исполнители - канд. техн. наук Ю.Г.Трофименков и инж. М.Л.Моргулис) с участием ПНИИИС Госстроя СССР, производственного объединения Стройизыскания Госстроя РСФСР, института Энергосетьпроект Минэнерго СССР и ЦНИИС Минтрансстроя.

ВНЕСЕНЫ НИИОСП им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главным управлением технического нормирования и стандартизации Госстроя СССР (исполнитель - О.Н.Сильницкая)

УТВЕРЖДЕНЫ постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 5 декабря 1983 г. N 311

ВЗАМЕН СНиП II-15-74 и СН 475-75

СНиП 2.02.01-83* является переизданием СНиП 2.02.01-83 с изменениями N 1, 2 утвержденными постановлениями Госстроя СССР от 9 декабря 1985 г. N 211, от 1 июля 1987 г. N 125.

Номера пунктов и приложений, в которые внесены изменения, отмечены звездочкой.

При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале "Бюллетень строительной техники" и информационном указателе "Государственные стандарты".

Настоящие нормы должны соблюдаться при проектировании оснований зданий и сооружений.

Далее для краткости, где это возможно, вместо термина "здания и сооружения" используется термин "сооружения".

Настоящие нормы не распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений, дорог, аэродромных покрытий, сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, а также оснований свайных фундаментов, глубоких опор и фундаментов под машины с динамическими нагрузками.

Положения данных норм соответствуют СТ СЭВ 5507-86*.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Основания сооружений должны проектироваться на основе:

а) результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических и инженерно-гидрометеорологических изысканий для строительства;

б) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения, нагрузки, действующие на фундаменты, и условия его эксплуатации;

в) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений (с оценкой по приведенным затратам) для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов или других подземных конструкций.

При проектировании оснований и фундаментов следует учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях.

1.2. Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями СНиП, государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

В районах со сложными инженерно-геологическими условиями: при наличии грунтов с особыми свойствами (просадочные, набухающие и др.) или возможности развития опасных геологических процессов (карст, оползни и т.п.), а также на подрабатываемых территориях инженерные изыскания должны выполняться специализированными организациями.

1.3. Грунты оснований должны именоваться в описаниях результатов изысканий, проектах оснований, фундаментов и других подземных конструкций сооружений согласно ГОСТ 25100-82*.

1.4. Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для выбора типа оснований и фундаментов, определения глубины заложения и размеров фундаментов с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, а также вида и объема инженерных мероприятий по ее освоению.

Проектирование оснований без соответствующего инженерно-геологического обоснования или при его недостаточности не допускается.

1.5. Проектом оснований и фундаментов должна быть предусмотрена срезка плодородного слоя почвы для последующего использования в целях восстановления (рекультивации) нарушенных или малопродуктивных сельскохозяйственных земель, озеленения района застройки и т.п.

1.6. В проектах оснований и фундаментов ответственных сооружений, возводимых в сложных инженерно-геологических условиях, следует предусматривать проведение натурных измерений деформаций основания.

Натурные измерения деформаций основания должны также предусматриваться в случае применения новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или их фундаментов, а также если в задании на проектирование имеются специальные требования по измерению деформаций основания.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

2.1. Проектирование оснований включает обоснованный расчетом выбор:

типа основания (естественное или искусственное);

типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого заложения; ленточные, столбчатые, плитные и др.; железобетонные, бетонные, бутобетонные и др.);

мероприятий, указанных в пп.2.67-2.71, применяемых при необходимости уменьшения влияния деформаций оснований на эксплуатационную пригодность сооружений.

2.2. Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний: первой - по несущей способности и второй - по деформациям.

Основания рассчитываются по деформациям во всех случаях и по несущей способности - в случаях, указанных в п.2.3.

В расчетах оснований следует учитывать совместное действие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (например, влияние поверхностных или подземных вод на физико-механические свойства грунтов).

2.3. Расчет оснований по несущей способности должен производиться в случаях, если:

а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и т.п.), в том числе сейсмические;

б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;

в) основание сложено грунтами, указанными в п.2.61;

г) основание сложено скальными грунтами.

Расчет оснований по несущей способности в случаях, перечисленных в подпунктах "а" и "б", допускается не производить, если конструктивными мероприятиями обеспечена невозможность смещения проектируемого фундамента.

Если проектом предусматривается возможность возведения сооружения непосредственно после устройства фундаментов до обратной засыпки грунтом пазух котлованов, следует производить проверку несущей способности основания, учитывая нагрузки, действующие в процессе строительства.

2.4. Расчетная схема системы сооружение-основание или фундамент-основание должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (статической схемы сооружения, особенностей его возведения, характера грунтовых напластований, свойств грунтов основания, возможности их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения и т.д.). Рекомендуется учитывать пространственную работу конструкций, геометрическую и физическую нелинейность, анизотропность, пластические и реологические свойства материалов и грунтов.

Допускается использовать вероятностные методы расчета, учитывающие статистическую неоднородность оснований, случайную природу нагрузок, воздействий и свойств материалов конструкций.

НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ, УЧИТЫВАЕМЫЕ В РАСЧЕТАХ ОСНОВАНИЙ

2.5. Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений, должны устанавливаться расчетом, как правило, исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания.

Учитываемые при этом нагрузки и воздействия на сооружение или отдельные его элементы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок должны приниматься согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

Нагрузки на основание допускается определять без учета их перераспределения над фундаментной конструкцией при расчете:

а) оснований зданий и сооружений III класса;

б) общей устойчивости массива грунта основания совместно с сооружением;

в) средних значений деформаций основания;

г) деформаций основания в стадии привязки типового проекта к местным грунтовым условиям.

Здесь и далее класс ответственности зданий и сооружений принят согласно "Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций", утвержденным Госстроем СССР.

2.6. Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок; по несущей способности - на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий - на основное и особое сочетание.

При этом нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СНиП по нагрузкам и воздействиям могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считаются кратковременными, а при расчете по деформациям - длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считаются кратковременными.

2.7. В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов.

2.8. Усилия в конструкциях, вызываемые климатическими температурными воздействиями, при расчете оснований по деформациям не должны учитываться, если расстояние между температурно-усадочными швами не превышает значений, указанных в СНиП по проектированию соответствующих конструкций.

2.9. Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете оснований опор мостов и труб под насыпями должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП по проектированию мостов и труб.

НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

2.10. Основными параметрами механических свойств грунтов, определяющими несущую способность оснований и их деформации, являются прочностные и деформационные характеристики грунтов (угол внутреннего трения , удельное сцепление , модуль деформации грунтов , предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов и т.п.). Допускается применять другие параметры, характеризующие взаимодействие фундаментов с грунтом основания и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании, коэффициенты жесткости основания и пр.).

Примечание. Далее, за исключением специально оговоренных случаев, под термином "характеристики грунтов" понимаются не только механические, но и физические характеристики грунтов, а также упомянутые в настоящем пункте параметры.

2.11. Характеристики грунтов природного сложения, а также искусственного происхождения должны определяться, как правило, на основе их непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях с учетом возможного изменения влажности грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

2.12. Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов устанавливаются на основе статистической обработки результатов испытаний по методике, изложенной в ГОСТ 20522-75.

На территории Российской Федерации действует ГОСТ 20522-96. - Примечание изготовителя базы данных.

2.13. Все расчеты оснований должны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунтов , определяемых по формуле

, (1)

где - нормативное значение данной характеристики;

- коэффициент надежности по грунту.

Коэффициент надежности по грунту при вычислении расчетных значений прочностных характеристик (удельного сцепления , угла внутреннего трения нескальных грунтов и предела прочности на одноосное сжатие скальных грунтов , а также плотности грунта ) устанавливается в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности . Для прочих характеристик грунта допускается принимать 1.

Назначение фундамента и его конструкция

Не существует сооружения, которое можно было бы возвести непосредственно на грунте.

Ведь за счет собственной, даже небольшой, массы несущих конструкций здание будет неизбежно проседать, а уже через несколько лет появятся трещины в конструкции с дальнейшим полным разрушением.

Поэтому, под зданием нужно обязательно обустраивать специальную конструкцию – основание. Именно оно обеспечит дополнительную жесткость и прочность будущему сооружению.

Фундамент должен обеспечивать:

Равномерное распределение по грунту массы здания;
Обеспечение стандартного положения сооружения на почве;
Стабилизация угловых вертикальных и горизонтальных смещений;
Жесткость и соединение с несущими элементами здания;
Снижение негативного влияния самой почвы, а также нивелирование возможных подвижек почвы;
Защиту внутреннего пространства здания, особенно подвалов, технических этажей, от проникновения грунтовых вод, грызунов;
Обеспечение оптимального микроклимата внутри сооружения;
Стабилизацию здания в условиях сейсмической активности.

Поэтому, существует огромное количество различных оснований, которые отличаются конструкцией, характеристиками, сферой применения. Но сначала нужно разобраться, на каких грунтах какие основания используются.

Виды оснований зданий по назначению

Несущий. Это основной тип фундамента, выполняет задание только передачи нагрузки от здания на грунт, другого назначения нет.
Комбинированный. Этот уже выполняет не только несущее задание, но и защищает здание от сейсмических толчков, вибрации от магистралей или железнодорожного полотна, паводков и других внешних воздействий. Соответственно, конструкция уже отличается, как и подобранные для такого основания материалы.
Специальные. К ним относятся сейсмостойкие основания. Они не предназначены для защиты сооружения от вспучивания почвы или воздействия грунтовых вод. А в конструкции имеют специальные наполнители и соединительные группы, которые отвечают за целостность конструкции в целом даже при значительных подвижках почвы. Бывают качающиеся и плавающие. Конструкция каждого типа основания зависит от почвы и сейсмических характеристик территории.

Типы оснований по материалам

Железобетонный. Выполняется из бетонных материалов, обладает значительной жесткостью и прочностью, стойкий к грунтовым водам и агрессивным средам. Дополнительную прочность и жесткость конструкции дает арматурное наполнение. Арматура играет ключевую роль на первичных этапах возведения здания, ведь бетон получает свои несущие характеристики длительное время, до нескольких лет в зависимости от климата и почвы. Бывает монолитный (единая железобетонная плита) и сборный (делается из сборных заводских блоков, соединенных арматурой и раствором).
Каменный. Это долговечный фундамент, который можно встретить в старых зданиях, причем он отличается высокой прочностью и отличными техническими характеристиками. Он делается из натурального камня, причем используется материал, характерный для данной территории. Камень соединяется между собой в единое целое с помощью цементного раствора, глины или других материалов.
Саманный фундамент. Это особенный тип основания, используется на территориях с умеренной влажностью и низким залеганием грунтовых вод. Его особенность в том, что при возведении используются только натуральные материалы, такие как глина и солома. Используется только для небольших жилых зданий, но тут комбинировать саманный кирпич с керамическим кирпичом или блоками нельзя, основание не выдержит нагрузки. Также саманный фундамент нужно дополнительно гидроизолировать, теплоизоляция тут не нужна.
Деревянный. Для его возведения используют прочную древесину, стойкую к атмосферным воздействиям, грунтовым водам и грызунам. Для таких целей отлично подходит лиственница (она выделяет на открытом воздухе скипидар, который не «любят» грызуны и грибки, а сама древесина консервируется) и дуб (прочный и стойкий к любым воздействиям). Это плавающий тип фундамента, причем выдерживает сильные сейсмические волны, поэтому изх часто можно встретить в горной местности.
Ячеистобетонный. Этот тип основания набирает популярность через свою дешевизну и скорость возведения. Как правило, в конструкции предусмотрена ячейка для бетонных блоков, они ложатся в шахматном порядке, и медленно поднимается сама конструкция основания.

Влияние грунта на выбор фундамента

Конструкция любого основания подразумевает передачу всей нагрузки от здания на грунт. Соответственно, состав, характеристики и несущая способность грунта играет ключевую роль при выборе типа и конструкции фундамента для будущего здания. Итак, основания грунтового типа могут быть естественными и природными.

Естественные – это основания, на которых фундаменты возводятся без дополнительного укрепления. А к искусственным относятся основания, которые ложатся на специально создаваемую песчаную подушку. Естественные основания бывают следующих типов: песчаные, глинистые, лессовидные (тут нужно помнить о значительной сейсмической опасности), скальные, супеси и суглинки.

Все почвы, кроме скальных, неизбежно дадут значительную просадку здания, поэтому впоследствии неравномерной нагрузки на грунт в различных местах здания возникают трещины.

Поэтому, самые надежные почвы с точки зрения искусственного возведения оснований, считаются именно скальные.

Глубина заложения основания в зависимости от типа почвы

Гравелистые почвы (скальные породы, возможна комбинация с песком или глиной). Это прочные почвы, не склонные к подвижкам и не сжимаются впоследствии температурного воздействия. Глубина закладки фундамента здания составляет до 1 метра.

Искусственные основания делают на слабых почвах при значительных нагрузках на подошву. К ним часто относят песчано-гравийную подсыпку, различные наполнители и каменистый прочный материал.

Выбор типа фундамента в зависимости от почвы

Если нужно возводить основание на холмистой местности, тогда сразу нужно рассчитывать боковое давление почвы, возможности горизонтального сдвига и давление почвы по уровню промерзания.

Величина таких давлений зависит от множества факторов и ее трудно порой рассчитать правильно. Поэтому конструкция оснований на холмах сразу предусматривает как минимум половину запаса прочности.

В таких случаях нужно использовать столбчатые фундаменты, столбы которых соединяются между собой ростверком (железобетонная обвязка). Также тут можно использовать ленточные фундаменты с надежной горизонтальной и вертикальной обвязкой.

Стационарное основание. Используется при возведении небольших зданий с малой несущей массой.
Плавающий фундамент. Строится на пучинистых почвах, несущие свойства которых отличается от сезона, насыщенности влагой и температурного режима. Конструкция: монолитная или решетчатая плита, толщина зависит от нагрузки самого здания. Используется для небольших сооружений.

Ленточный и столбчатый фундаменты. Это распространенные стационарные основания, пользуются заслуженной популярностью среди частных застройщиков. Столбчатая конструкция незаменима на глубоко промерзаемых почвах. Не рекомендуется его использовать при строительстве домов с тяжелыми стенами, ведь тогда нужно проводить подробные расчеты несущей нагрузки на каждый столб индивидуально. А это несет за собой расчет толщины, высоты и типа столба, а также материала его выполнения. Особенность ленточного фундамента в том, что цоколь там плавно переходит в стены, а нагрузка от стен и перекрытий передается равномерно на каждый квадратный сантиметр основания. Ленточное основание способно выдержать значительные нагрузки, можно построить полноценный подвал или технический этаж, а также подземный паркинг. Его нужно возводить на сухих непучинистых грунтах, ведь при установке основания на глубоко промерзающих грунтах его постройка будет очень дорогой и экономически не выгодной.
Фундамент на винтовых сваях. Он появился относительно недавно, раньше применялся в промышленности для возведения оснований для высоковольтных линий электропередач, некоторых промышленных зданий, а также мачт сотовой связи. Но плавно такая технология перешла в частный сектор и активно используется при возведении зданий на сложных почвах. Отличительная особенность свайной конструкции – это возможность монтажа свай на значительной глубине, ведь она вкручивается до тех пор, пока не достигнет плотных пород.

Винтовая свая – это металлическая конструкция с лопастями, которая вкручивается в грунт специальной техникой или вручную.

Как правило, расчет проводится не столько количества этих дешевых строительных конструкций, как нагрузки на ростверк, с помощью которого сваи соединяются между собой. Также свайный фундамент возводится на поверхностях с большими перепадами высот, ведь тут не нужно проводить первичную обработку и выравнивание почвы.

Но основной недостаток свайного фундамента – это необходимость делать теплоизоляцию подполья, а это сложная технология, учитывая наличие открытого пространства снизу. Монтаж свай занимает максимум несколько дней, при этом не нарушается структура самой почвы. Не используется при возведении зданий на скалистых почвах.

После монтажа свай их внутренняя полость заполняется бетоном с целью увеличить прочность и допустимую нагрузку.

Конструкция различных типов фундаментов

Ленточный. Это сборная или монолитная железобетонная конструкция, делается на всему периметру будущего здания под несущими стенами. Ленточные фундаменты бывают заглубленными (нижняя кромка устанавливается на граничном уровне промерзания), малозаглубленными (нижняя кромка выше глубины промерзания). Заглубленные основания считаются оптимальными для зданий с высокими нагрузками на грунт, ведь фундамент стойкий к воздействию со стороны почвы. Конструкция состоит из монолитных плит или готовых железобетонных блоков, которые укладываются по периметру несущих стен, а также на их пересечении, соединяются между собой арматурой. Стоит такое основание недешево, но выдерживает большие нагрузки, а за счет монолитности конструкции даже при средних подвижках сдвигается все здание, а не его часть.
Столбчатый. Часто его используют для экономии материалов при возведении оснований на слабопучинистых почвах. Если используются только столбы, тогда лучше несущие стены из ленточных бетонных блоков делать по стыкам на столбах. А если столбчатая конструкция используется на пучинистых слабых почвах, тогда столбы между собой соединяются жестким железобетонным армированным ростверком. Тут ключевой элемент – это столб, который углубляется на глубину ниже уровня промерзания, в качестве несущей конструкции используется асбестовая труба, внутри устанавливается арматура, делается обвязка и все заливается бетоном.

Свайные фундаменты. Их сразу можно подразделить по конструкции и типу выполнения свай на забивные, трубобетонные, буронабивные, винтовые и другие конструктивные разновидности. Соответственно, конструкция отличается в зависимости от способа установки свай, их типа, материала выполнения, прочих параметров. Все сваи нужно между собой соединить армированием в виде металлической обвязки или железобетонного ростверка. Также можно делать деревянную обвязку, но она рассчитана на небольшие нагрузки. Такой фундамент незаменим при возведении зданий на рельефной территории, ведь земляные работы будут стоить дороже использования даже металлических или бетонных свай.
Плитные фундаменты. Это фактически монолитная железобетонная плита, расположенная под стенами здания и она монтируется по всей площади будущего сооружения. Это дорогое удовольствие, ведь на сооружение плиты пойдет много цемента, песка, щебня и арматуры. Но такая плита гарантирует плавность всего здания, ведь при сейсмических воздействиях сползать будет только плита, а не отдельные ее элементы.
Континуальные фундаменты. Это основания специального назначения, используются при возведении мостов, бункеров, больших промышленных объектов. Конструкция оснований подбирается под каждое сооружение индивидуально, отличается множеством параметров, а также призвана передавать равномерно массу сооружения на всю поверхность почвы. Толщина и наполнение плит во многом зависит от назначения, поэтому в частном строительстве практически не используется.

Как подобрать оптимальную конструкцию будущего фундамента

Тут многое зависит от финансовых возможностей застройщика и ключевых характеристик будущего здания. Ведь на одном и том же грунте можно возвести сразу несколько вариантов фундаментов, но они будут отличаться конструкцией и финансовыми составляющими. Соответственно, при выборе конструкции фундамента стоит обращать внимание на следующие параметры:

Совместимость выбранной конструкции из существующим типом почвы;
Наличие или отсутствие сейсмических зон;
Протяженность различных источников мощной вибрации;
Наличие поблизости памятников архитектуры;
Температурные факторы промерзания грунта, а также влажность климата, глубина погружения и расположения грунтовых горизонтов;
Наличие поблизости промышленных предприятий, которые часто сбрасывают сточные воды, загрязненные агрессивными веществами.

Какую конструкцию фундамента не использовать, все равно нужно обязательно сделать гидроизоляцию и теплоизоляцию основания. Без этих действий нельзя получить качественное и долговечное основание, способное выполнять свои основные функции.

Назначение фундаментов и общие требования к ним

Фундаменты являются опорной частью оборудования и передают на грунт давление от его веса и сил, возникающих при работе. Кроме того, фундаменты придают оборудованию дополнительную жесткость и устойчивость.

Для нормальной работы оборудования фундамент должен обеспечивать:

распределение на грунт сил от веса оборудования в соответствии с несущей способностью грунта;
заданное при монтаже положение оборудования при всех грунтовых условиях;
жесткость станины оборудования путем включения фундамента в общую систему;
необходимую устойчивость оборудования за счет понижения центра тяжести всей установки;
увеличение массы всего агрегата, а следовательно, уменьшение возможных амплитуд смещений при вибрациях и ударном действии сил;
благоприятное влияние грунта как фактора демпфирования вибрации;
защиту оборудования от внешних воздействий при работе окружающих машин и механизмов.

Неправильная конструкция фундамента может привести к возникновению вибраций, преждевременному износу оборудования, неточности работы, ухудшению качества обрабатываемых поверхностей, к смещению оборудования с установленного места, к износу станины и нарушению регулировок.

При устройстве фундаментов под оборудование необходимо стремиться к тому, чтобы общий центр тяжести фундамента и машины и центр тяжести подошвы фундамента находились на одной вертикали. Эксцентриситет для грунтов с расчетным нормативным давлением до 1,5 кгс/см2 — должен быть не более 3%, а для грунтов с нормативным давлением больше 1,5 кгс/см2 — не более 5% размера той стороны подошвы, в направлении которой происходит смещение центра тяжести.

Высота фундаментов и глубина их заложения зависит от особенностей грунта и определяется геологическими исследованиями.

Для обеспечения спокойной работы оборудования высоту фундамента нужно делать возможно меньшей, а его горизонтальные размеры большими, так как при этом уменьшается плечо действия горизонтальных сил и возрастает момент реактивного сопротивления грунта. Фундаменты под оборудование необходимо отделять от надземных и подземных соседних конструкций путем устройства зазора по всему периметру величиной не менее 0,5 м.

Форма и размеры фундамента в плане должны соответствовать форме поверхности оборудования, соприкасающегося с фундаментом, но в более упрощенном виде. Эта форма определяется главным образом схемой передачи нагрузок от станины на обрез фундамента.

При установке на фундаменты станков для точных работ, которые имеют значительные размеры и не обладают достаточной жесткостью станин, применяют регулируемые клинья или башмаки. При этом необходимо обеспечить удобную регулировку всех установочных клиньев для периодической выверки станка.

Высокоточные станки с жесткой станиной устанавливаются так, чтобы все деформации от действия внешних сил (неравномерность осадки фундамента и др.) не передавались от фундамента к станине и не нарушали точности станка. Такие станины устанавливаются на три опорные точки.

Верхняя часть фундамента таких станков должна выполняться по чертежам фундамента технических документов станка.

В зависимости от устанавливаемого оборудования фундаменты подразделяются на пять групп.

К первой группе относятся фундаменты общего назначения. Они используются для установки оборудования среднего веса и габаритов, работающих при умеренных режимах (транспортеры, конвейеры, насосы и т.п.). Конструкция таких фундаментов проста и обычно представляет собой бетонные или кирпичные блоки. Вторая группа фундаментов включает фундаменты для машин с кривошипно-шатунными механизмами (поршневые машины, лесопильные рамы и т.п.). К третьей группе относятся фундаменты для машин с ударными нагрузками (ковочные молоты, копры и т.д.); они имеют значительные размеры и вес, а также упругие элементы, смягчающие удар. Четвертая группа объединяет фундаменты под тяжелое оборудование (турбоагрегаты, прокатные станы и т.п.). Эти фундаменты имеют значительные размеры и вес. Пятая группа объединяет фундаменты под легкие, средние и тяжелые металлорежущие станки.

Металлорежущие станки легкого и среднего веса устанавливаются обычно на бетонную подушку или на специально подготовленную бетонную подкладку пола. Под шлифовальные, зубообрабатывающие и отделочные станки обычно изготовляют специальные фундаменты. Фундаменты под тяжелые станки, а также под уникальные станки проектируются индивидуально; они имеют сложную конфигурацию и большой вес.

Для изготовления бетонных фундаментов обычно применяют портландцемент марок от 200 до 600. Сроки схватывания этого цемента: начало — не менее чем через 45 мин, конец — не более чем через 12 ч.

Заполнители для бетонов и растворов различаются по следующим признакам:

по наибольшему размеру зерен (делятся на мелкие — пески с зернами до 5 мм и крупные — гравий, щебень — из кусков размерами 5-150 мм);
по происхождению: природные (природный песок, гравий) или полученные дроблением и рассевом горных пород (песок, щебень) и искусственные (шлак и металлургические, битый кирпич);
по объемному насыпному весу в сухом состоянии: тяжелые с объемным насыпным весом песка >1200 кгс/м3 и крупных заполнителей — >1000 кгс/м3 и пористые с объемным насыпным весом песка <1200 кгс/м3 и крупных заполнителей — <1000 кгс/м3;
по назначению: для бетонов (крупные заполнители — щебень и гравий, мелкие — песок) и для растворов (только мелкие заполнители — песок).

При изготовлении фундаментов необходимо выполнить следующие основные технические условия. Фундаменты должны изготовляться по чертежам, которые должны содержать данные о материале, расположении осей фундамента относительно осей здания или других машин и проектные высотные отметки. При изготовлении фундаментов больших объемов (более 150 м3) их оси должны отмечаться реперами, вынесенными за пределы здания (бетонные столбы размером 50х50 см, врытые в землю на глубину не менее 0,2 м ниже уровня промерзания грунта).

Материалом для фундаментов может быть бетон или железобетон. Перед укладкой бетона в котлован проверяется установка закладных частей и анкерных болтов, а опалубка очищается от грязи и мусора. Бетон для фундамента должен поступать с бетонного завода в готовом виде: укладка его должна производиться механизированным способом с применением вибраторов с высоты не более 2 м и не позднее, чем 1,5 ч после его приготовления.

Для изготовления фундаментов применяются следующие марки бетона:

под металлорежущие и металлообрабатывающие станки, транспортеры и другие машины со спокойным и уравновешенным режимом работы — 75-90;
под тяжелые машины и машины с неуравновешенным режимом работы (механизмы прокатных станов, кузнечно-прессовые машины, тяжелые металлорежущие станки, двигатели внутреннего сгорания и паровые машины, пути для передвижения крапов и т.п.) — 90-110;
под тяжелые и ответственные машины, к работе которых предъявляются повышенные требования в отношении возникающих вибраций (агрегаты с турбинным приводом, мощные насосы, вентиляторы, точные металлорежущие станки и т.п.) — 110-140.

Оценить прочность бетона можно по звуку при ударе и по состоянию поверхности после удара. Так, бетон марки 110-140 издает при ударе его молотком звонкий звук, на поверхности от удара молотка почти не остается следов, а при легкой насечке острым зубилом остается слабый след; бетон марки 60-90 издает глухой звук, от удара молотком остаются вмятины, а при ударе острым зубилом насечки глубиной 1-1,5 мм; бетон марки 30-50 издает мягкий звук, при ударе молотком получаются вмятины с осыпающимися краями, а при ударе острым зубилом он режется и осыпается.

При изготовлении бетона водоцементное отношение (отношение веса воды к весу цемента) принимается 0,5-0,7 для придания бетонной смеси большей подвижности. С понижением температуры скорость твердения бетона понижается. В качестве добавок, повышающих стойкость бетона к водной среде, применяются трассы, пемзы, вулканические туфы, диатомиты, трепелы, опоки, кислые и основные гранулированные доменные шлаки, кислые золы. Если необходимо ускорить подготовку фундамента под монтаж, рекомендуется применять глиноземистый цемент (марки 400, 500 пли 600), прочность которого за сутки достигает 80% от проектной. Укладывать эту смесь необходимо при максимально допустимой температуре. Ускорить твердение бетона можно за счет температурной обработки (для получения 70% проектной прочности нужно дать 2000 град/ч при температуре 50-60 С).

Монтаж оборудования допускается при достижении прочности бетона не ниже 50% от проектной прочности на сжатие. К моменту пуска средне и тяжело нагруженных станков прочность бетона должна быть не менее 70% от проектной.

Фундамент своими руками: виды фундамента, назначение и пошаговая инструкция

Фундамент является практически главной частью любого строения, поскольку именно правильность выбора и закладки фундамента влияет на длительность срока эксплуатации здания. Нарушения при укладке фундамента провоцируют проблемы различного характера, от безобидных (неплотность прилегания створок окон и полотна дверей в проемах) до опасных (разрушение стен, трещины на потолке, обрушение постройки). Именно поэтому к выбору вида фундамента и дальнейшей его установке необходимо подойти с максимальной ответственностью, изучить дополнительную литературу и опыт предшественников, чтобы не совершать ошибок и выполнить работу качественно с первого раза. Это важно еще и для того, чтобы сэкономить финансы: монтаж фундамента является дорогостоящим этапом строительства дома.

Назначение фундамента

Использование фундамента предполагается в большинстве построек на дачном участке. Только совсем легкие сооружения, основная задача которых недлительная, разрешено устанавливать непосредственно на грунте. Но даже в этом случае необходимо быть готовым к быстрому разрушению стен здания, выходу из строя дверей и прочим неприятностям. Задача фундамента – не только основополагающая, и уж тем более установку фундамента планируют не из-за декоративных качеств финального здания. Назначение фундамента куда шире, предлагаю разобраться в основном его функционале.

Сооружение, даже выполненное из древесины, имеет большой вес. Чтобы вес здания распределялся при нагрузке на грунт равномерно, используется фундамент. Он предотвращает провал одной или нескольких стен, более нагруженных или имеющих дополнительные надстройки.
Благодаря фундаменту достигается абсолютно ровная поверхность, на которой легко соблюдать горизонталь и вертикаль здания, стабилизировать угловые смещения.

Фундамент защищает материалы сооружения от негативного влияния почвы: влажность с последующим гниением бетонной конструкции не страшны.
Если в доме запланирован технический этаж, благодаря правильно уложенному фундаменту он останется сухим, припасы из подвала не будут съедены грызунами.
Фундамент дома помогает создать комфортный микроклимат внутри помещения, поскольку тепло уходит и через пол в том числе, а при наличии фундамента – появляется возможность контролировать теплоотдачу.
В регионах с нестабильной сейсмической активностью фундамент помогает гасить микротолчки, сохраняя дом в целости.

Выбор фундамента

Классификация фундамента проводится по нескольким показателям. Влияет и глубина закладки, и материалы использования, и форма конструкции. Среди огромного разнообразия видов фундамента выбрать подходящий не так уж и просто. Помимо финансирования и материала постройки основного здания важно ориентироваться на почву, делая выбор фундамента.

Геологический состав почвы – один из решающих критериев выбора фундамента. Основание дома отличается при установке его на песчаных или глиняных почвах, на тяжелых или легких, требующих дополнительной сильной фиксации. Проще всего иметь дело с прочным грунтом, на его основании разрешен любой известный строительству тип фундамента.

Глубина промерзания почвы- показатель, который влияет на глубину закладки фундамента. Чтобы после завершения строительства не случились неприятности, фундамент кладут ниже отметки промерзания.
Уровень грунтовых вод, а также наличие паводка весной в регионе, влияет на выбираемый вид конструкции. В частности, тщательно продумывается система дренажа.
В регионе с сейсмической нестабильностью выбор фундамента ограничен необходимостью создать крепкое и надежное основание, способное удержать здание при движениях почвы. Для этого используются современные технологии.
Пучинистые почвы тоже накладывают отпечаток на выбор конструкции.

Виды фундамента

Несмотря на огромное разнообразие подвидов, различают всего четыре основных вида фундаментов.

Столбчатый фундамент

Наиболее простой, быстрый и финансово недорогой вид фундамента – столбчатый фундамент. Он представляет собой опоры-столбы, установленные в грунт по определенной схеме: столбы находятся в углах здания, в местах пересечения стен, по линии ведения стены столбы устанавливаются с шагом не более 3 м. Сами столбы традиционно выполняют из бетона, однако, нередки случаи кирпичной кладки, и даже деревянных бревен. Установленные столбы необходимо скрепить между собой балками, образующими единый цельный каркас, представленный в виде периметра дома, включающего внутренние стены. Каркас этот имеет название ростверк. Столбчатый фундамент подойдет для легких и небольших построек, а также для каркасных и каркасно-щитовых домов. Единственный недостаток столбчатого фундамента – невозможность обустройства подвала дома.

Ленточный фундамент

Если вес строения превышает допустимый для столбчатого фундамента, опорные столбы получат нагрузку больше, чем смогут качественно удержать. В этом случае прибегают к закладке ленточного фундамента. Этот вид фундамента обладает большей площадью покрытия, конструкция представляет собой цельный каркас подошвы здания, выкладываемый лентами по грунту в месте прохождения стен и перегородок. Выполняется ленточный фундамента из бетона, кирпича или газоблоков. Преимущества ленточного фундамента:

Способен удержать тяжелую конструкцию (дом из кирпича);
Имеется возможность строительства подвала в доме.

Стоимость монтажа ленточного варианта выше столбчатого, но и преимуществ у него больше. Для большинства построек выбирают именно этот тип, как оптимальное соотношение цены и качества.

Плитный фундамент

Наиболее дорогой способ закладки основания дома, дороговизна связана с увеличением необходимого строительного материала в несколько раз в сравнении с ленточным фундаментом. Плитный фундамент представляет собой цельную залитую поверхность грунта по периметру будущего здания. Благодаря плитному фундаменту, строение вместе с основанием выполнено как единое целое. Такой фундамент качественно выдерживает нагрузки даже при крайне неблагоприятном грунте на участке. Кроме того, одно из главных преимуществ плитного фундамента заключается в исключении возможности неравномерной просадки грунта, что снижает риски трещин на стенах и потолке дома. Поскольку ценник на плитный фундамент весьма высок, используют этот вид строительства крайне редко и только при острой необходимости.

Свайный фундамент

Свайный фундамент немного похож на столбчатый вариант, только нагрузки способен выдерживать куда более сильные. Представляет собой установку свай в глубину грунта, с остающейся на поверхности головкой, на которую монтируются брусья, выполняющие каркас периметра. Применение свайного фундамента оправдано на тех участках, на которых внешняя слабая оболочка грунта скрывает под собой сильные породы почвы. При таком способе сваи удерживают здание, минуя легкий грунт. В остальном строительство дома на свайном фундаменте не отличается от строительства на столбчатом варианте.

Особенности закладки фундамента дома

Пошаговая инструкция по укладке фундамента в каждом из случаев будет своя, однако, существует несколько этапов строительства, которые необходимо соблюсти в каждом из вариантов.

Подушка для фундамента. Обязательный элемент, выполняющий две основные функции: равномерное распределение нагрузки и поддержание сухости в области подошвы дома. Чаще всего, в качестве подушки выбирается песчано-щебневый состав.
Армирование фундамента. Использование арматуры необходимо для компенсации усилия. Бетон успешно выдерживает сжатие материала в связи с температурными перепадами и другими нагрузками, а вот для того, чтобы избежать трещин в процессе растяжения – используйте армирующую сетку, устанавливая ее в 40-50 мм от края заливки бетона.
Гидроизоляция фундамента. Поскольку фундамент располагается под землей, гидроизоляция строения обязательна вне зависимости от уровня грунтовых вод и количества осадков в конкретном месте строительства. Используйте рубероид, битумную мастику, акрил или полиуретан, не возбраняется применение сразу двух способов защиты от влажности.

Утепление фундамента. Утепление проводите по наружной стене, помните, что утеплитель должен быть подобран с учетом зимнего испытания морозом.
Вентиляция фундамента. Во всех случаях, кроме установки плиточного фундамента, требуется проведение вентиляции внутрь периметра дома. Для этого в процессе заливки бетона установите пластиковые трубы, которые в итоге станут вентиляционными отверстиями после застывания раствора.

Закладка фундамента своими руками – это сложная и ответственная работа. Но, выполняя ее самостоятельно, вы получите возможность сэкономить и приложить собственные усилия к строительству дома мечты.

Читайте также: