Конструктивное решение ленточных фундаментов
Обновлено: 28.04.2024
Тема 3 Ленточные фундаменты, область применения, конструктивные решения, особенности возведения ленточных фундаментов
Прочитать учебный материал темы, составить конспект и подготовиться к закреплению.
Фундаменты, устраиваемые под несущими и самонесущими стенами бескаркасных зданий и зданий с неполным каркасом, в виде сплошной ленты называются ленточными.
Ленточные фундаменты устраиваются на достаточно прочных грунтах. Ширина и длина ленточного фундамента зависит от толщины и длины стен. Любой тип фундамента устраивается на утрамбованный грунт, по слою щебёночной подготовки, толщиной 100 – 200мм.
Ленточные фундаменты по характеру работы относятся к жёстким фундаментам, не глубокого заложения.
В зависимости от материала, способа возведения, высоты здания, района строительства ленточные фундаменты бывают:
1) Из бутового камня (известняка, доломита, песчаника), которые возводятся для зданий малоэтажных, в районах, где природный камень является местным строительным материалом. Фундамент выкладывается на растворе из камней с перевязкой (несовпадением) вертикальных швов. Минимальная ширина фундамента 500мм принимается из условий перевязки швов. Переход от узкой части фундамента к широкой выполняется уступами шириной 150-200мм, высотой не менее двух рядов кладки (рисунок 31а). Фундамент по материалу – экономичен, но по трудозатратам – нет.
2) Бутобетонные – изготовлены из бетона с добавлением бутового камня в опалубке (форме). Минимальная ширина фундамента принимается 350 мм, уступы шириной 150-250мм, высотой – 300мм (рисунок 31б). По сравнению с фундаментом из бутового камня менее трудоёмки, но имеют повышенный расход цемента. Условия применения таких фундаментов одинаковы.
3) Бетонные фундаменты по способу возведения относятся к монолитным, выставляется опалубка (форма) под фундамент, укладывается послойно с трамбованием (уплотнением) бетон класса В 7,5 – В 30 (рисунок 31в). Отличаются эти фундаменты увеличением сроков, из-за твердения бетона, повышенным расходом цемента, трудозатратами на устройство опалубки и уход за бетоном. Применяются для малоэтажных зданий, в районах, где не развита строительная индустрия.
 |  а – из бутового камня; б – из бутобетона; в – бетонные; 1 – стальная арматура; 2 – щиты опалубки Рисунок 31 – Конструкции ленточных фундаментов |
4) Сборные блочные фундаментывозводятся под зданиями со стенами из кирпича, блоков, монолитных бетонных стен. Фундаменты состоят из следующих бетонных элементов:
- фундаментных плит прямоугольного или трапециевидного сечения;
- фундаментных стеновых блоков, толщина которых зависит от толщины стены. Блоки могут быть сплошные или пустотные (рисунок 32).
Элементы фундамента укладываются обязательно с перевязкой швов на цементно-песчаном растворе. Фундаментные плиты могут укладываться с разрывом от 0,2 до 0,9м, в таком случае фундамент называется прерывистым,такие фундаменты применяются при достаточно прочных грунтах и незначительных нагрузках от здания. При укладке фундаментных плит впритык, фундамент называется сплошнойи устраивается при больших нагрузках от здания.
а  | б в  |
а – элементы сборных ленточных фундаментов; б – сплошной ленточный; в – прерывистый ленточный
Рисунок 32 – Сборные блочные ленточные фундаменты
5) Сборный ленточный фундамент из панелей устраивается под бескаркасными зданиями со стенами из крупных панелей, ленточный фундамент состоит из следующих железобетонных элементов(рисунок 33):
- цокольных стеновых панелей.
Элементы фундамента соединяются между собой на сварке закладных деталей.
а  | б  |  |
а – элементы ленточных панельных фундаментов; б – с использованием ребристых подушек и панелей; в – с использованием цокольных панелей
Рисунок 33 – Сборный ленточный фундамент из панелей
Устройство ленточных фундаментов зависит от условий района строительства, рельефа местности, грунтовых условий, конструктивного решения здания:
1 Фундаменты на сильно сжимаемых грунтах или с неравномерной осадкой усиливают (рисунок 34а):
- армированным швом толщиной 30-50мм, который состоит из продольных стержней, уложенных в слой бетона по верху фундаментных плит;
- армированным поясом толщиной 100-150мм, укладываемым по обрезу фундамента.
Армированные шов и пояса проходят непрерывной лентой по всему периметру ленточного фундамента. Эти мероприятия повышают прочность и устойчивость фундамента и предупреждают появление трещин в стенах при неравномерной осадке грунтов в основании.
2 Фундаменты на косогорах(местности с уклоном) устраивают продольными уступами (рисунок 34б). Высота каждого уступа должна быть не более 0,5м и длиной не менее 1м. Таким же образом устраивается фундамент при переходе от глубокого заложения фундамента к более мелкому, например от подвальной части к бесподвальной части здания.
3 Фундаменты на основаниях с разнородной структурой грунтовили при пристройке нового здания к старому, при разной высоте частей здания. В этом случае тело фундамента разрезают осадочным швом, т.е. сквозным вертикальным зазором. В шов закладывают доски, обёрнутые полиэтиленовой технической плёнкой, а вертикальные стены блоков промазывают гидроизоляционной мастикой для защиты от влаги в грунте и скольжения частей фундамента. Осадочный шов делит фундамент на отдельные части и позволяет вертикальное смещение их относительно друг друга, предупреждая появление трещин в стенах здания при неравномерной осадке грунтов в основании (рисунок 34в).
 | а – на сжимаемых грунтах или с неравномерной осадкой; б – на косогорах; в – на основаниях с разнородной структурой грунтов; 1 – армированный пояс толщиной 100-150 мм; 2 – армированный шов толщиной 30-50 мм; 3 – доски, обернутые технической полиэтиленовой пленкой Рисунок 34 – Особенности устройства фундаментов |
Материал для закрепления:
1 Указать область применения ленточных фундаментов.
2 Объяснить название фундамента «ленточный».
3 Назвать виды ленточных фундаментов:
б) способу возведения;
в) конструктивному решению.
4 Указать разновидности индустриальных ленточных фундаментов.
5 Заполнить пропуски в предложении:
а) на сжимаемых грунтах устраиваются …. позволяющие повысить …. и защитить стены здания от …..
б) на местности с уклоном фундаменты возводят …..;
в) при строительстве зданий разной высоты устраивают ….
Проверка степени усвоения материала:
а) неиндустриальных ленточных фундаментов;
б) индустриальных ленточных фундаментов.
2 Назвать элементы сборного фундамента:
а) для зданий с кирпичными стенами;
б) для зданий крупнопанельных.
3 Объяснить устройство ленточного фундамента:
а) состоящего из бетонных блоков;
б) состоящего из железобетонных элементов;
в) прерывистого фундамента;
г) сплошного фундамента.
4 Указать условия изменения конструктивного решения ленточного фундамента.
5 Назвать мероприятия, предусматриваемые при устройстве фундаментов:
а) на местности с уклоном;
б) на неравномерно сжимаемых грунтах;
в) в основаниях с различной структурой грунтов под зданием.
6 По рисунку 35 объяснить различия в конструктивных решениях ленточного фундамента, указать область применения этих фундаментов.
Рисунок 35 – Ленточные фундаменты
6 По рисунку 36 определить виды ленточных фундаментов и указать область их применения, назвать элементы, обозначенные цифрами.
Рисунок 36 – Виды ленточных фундаментов
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Конструктивные решения основных видов фундаментов (ленточных, свайных, столбчатых, отдельностоящих, сплошных) гражданских зданий.
Ленточные фундаменты. Ленточный фундамент может служить не только несущей конструкцией, передающей нагрузки от здания на основание, но и ограждающей конструкцией помещений подвала. Ленточные фундаменты получили большое распространение в жилищном строительстве для зданий до 10 этажей, выполненных по бескаркасной схеме. На рис. 1а и рис.3представлены план и разрезы ленточного фундамента. Форма фундамента· в плане повторяет очертания капитальных стен здания – несущих и самонесущих. Форма, размеры фундамента в разрезе зависят от материала фундамента, нагрузок от здания, качества грунтов, грунтовых вод, глубины промерзания, местных условий и т. д. Ширину подошвы ленточных фундаментов определяют исходя из величин нагрузок и расчетных сопротивлений грунтов основания. При небольших нагрузках фундамент выполняют как подземную стену увеличенной толщины. При больших нагрузках разница между величиной обреза и подошвой фундамента может быть значительной. Теоретической формой фундамента является трапеция с углом 26-30 0 к вертикальной оси. Переход от ширины обреза к ширине подошвы фундамента обычно выполняют уступами, моделирующими этот угол (в этом случае в теле фундамента не появятся растягивающие усилия).
В зависимости от характера приложенной нагрузки фундамент может быть симметричным и несимметричным.
Широкое применение в гражданском строительстве получили сборные ленточные фундаменты. Сборные ленточные фундаменты (рис. 3) монтируют из двух типов сборных элементов – фундаментных подушек прямоугольного или трапециевидного сечения и блоков стен подвалов ФБС. Стандартные фундаментные подушки имеют следующие размеры (в мм): ширина b = 800 ÷ 3200; длина l = 1200 ÷ 2400; толщина h=300и 500. Фундаментные плиты
По форме: ленточные, отдельностоящие, плитные, свайные. По материалу: деревянные, бутовые, каменные, бутобетонные, бетонные, металлич. По технологии: сборные, сборно–монолитные, монолитные (бетонные, бутобетон., бутовые). Требования к фунд.: прочность, долговечность, устойчивость на опрокидывание и на скольжение, стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессии. Ленточные фундаменты устраивают под все капитальные стены, а в некоторых случаях под рядами колонн в виде сплошной ленты (рис а,б). Отдельностоящие фундаменты - отдельные плиты с установленными на них подколонниками или башмаками колонн. Их устраивают для каркасных зданий. Разновидностью отдельностоящих фундаментов являются столбчатые, которые проектируют для малоэтажных зданий (рис в,г). Сплошные фундаменты - монолитная плита под всей площадью здания или его частью, примен-ся при больших нагрузках на стены и при непрочных грунтах в основании (д,е). Свайные фундаменты (ж) применяют на слабых грунтах, при глубоком залегании прочных материковых пород, больших нагрузках и т. д. Получили широкое распространение для обычных оснований, так как это дает экономию объемов земляных работ и затрат бетона. Свайные фундаменты бывают: висячие, сваи-стойки. Бывают: заводского изготовления, бетонные, буро набивные. По сечению: круглые, квадратные, кольцевые. Бывают с ростверком (монолитный, сборный), без ростверка. Выбор определяется конструктивной схемой, нагрузкой. Расположение свай однорядное, двухрядное в шахм. парядке. При сборном ростверке на сваю добивают оголовок и затем укладывают ростверк.
По методу возведения: индустриальные и неиндустриальные. По величине заглубления в грунт: мелкого (менее 5м) и глубокого (более 5м) заложения.
Рис.3. Ленточные сборные фундаменты:
а – план фундаментов; б – элементы сборных фундаментов; в, ж – переход от одной глубины заложения фундаментов к другой; г , д – сечения фундаментов в зданиях с подвалом и без него;
1 – фундаментная плита; ФЛ; 2 – цеменетно-песчаный раствор; 3 – фундаментные блоки стен подвала ФБС; 4 – вертикальная гидроизоляция: окраска битумом за два раза; 5 – отмостка;
6 – горизонтальная гидроизоляция; 7- конструкция пола; 8 – цокольное перекрытие
укладывают на песчаную подготовку. Поверх них по слою раствора монтируют блоки ФБС, соблюдая перевязку швов. Продольные и поперечные стены ленточных фундаментов в местах сопряжения должны иметь перевязку.
Фундаментные подушки) маркируют буквами ФЛ с добавлением размеров в дм (например, ФЛ-12 - фундаментный блок шириной 120 см и длиной 2380 см).
Фундаменты на глинистых и просадочных основаниях усиливают армированием. Армированный шов устраивают поверху фундаментных подушек. Армированный бетонный пояс завершает стены ленточных фундаментов.
Рис.4. Устройство фундаментов:
а – на неравномерно уплотняемых основаниях; в – в местах деформационных швов
Фундаменты на основаниях с разнородной структурой грунтов разделяют деформационными швами, т.е. сквозными вертикальными зазорами в конструкции фундамента. В месте прохождения шва закладывают доски, обернутые рубероидом, а вертикальные швы с обеих сторон защищают битумной мастикой. Деформационные швы расчленяют все конструкции здания, включая ленточные фундаменты, на отсеки, допускающие вертикальное смещение отдельных частей здания. Этим предупреждается появление деформационных трещин при неравномерной осадке здания.
Отдельностоящие (столбчатые) фундаменты возводят под колонны и столбы (рис.1в, г). Фундаменты выполняют монолитными или сборными.
Столбчатый фундамент состоит из плитной части и подколонника. Если фундамент устраивается под сборную железобетонную колонну, подколонник имеет углубление – «стакан» для установки колонны. Широко распространенной конструкцией фундаментов каркасных зданий из сборного железобетона является отдельностоящий фундамент «стаканного» типа в виде единого блока.
Если фундамент проектируют под монолитную колонну, его выполняют в виде цельной конструкции со сквозной рабочей арматурой.
Для опирания самонесущих стен используют фундаментные балки, которые опирают на верхний обрез фундамента, либо на специально предусмотренные столбики – приливы.
Разновидностью столбчатых фундаментов являются столбчатые фундаменты под несущие стены малоэтажных зданий. Столбчатые фундаменты устанавливаются с шагом до 3 м (обязательно в местах пересечения осей, под простенками). Поверх фундаментов укладывают железобетонные балки или устраивают железобетонный монолитный пояс (рис. 5).
Рис.5. Отдельностоящие фундаменты:
а – план; б – элементы сборного фундамента под железобетонную колонну; в - разрез в здании без подвала
Свайные фундаментыприменяются при строительстве на слабых грунтах, а также при больших нагрузках на основание. Основными элементами свайных фундаментов являются собственно сваи, оголовки и ростверки (рис. 1б). Сваи представляют собой железобетонные, бетонные и реже деревянные или металлические стержни, погруженные в грунт ударным или вибрационным способом, ввинчиванием или бетонируемые на месте, в заранее пробуренных скважинах. В зависимости от способа погружения в грунт различают забивные, набивные, сваиоболочки, буроопускные и винтовые сваи. Забивные железобетонные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов. Эти сваи получили наибольшее распространение в массовом строительстве. В поперечном сечении они могут быть квадратные, прямоугольные, круглые. Деревянные забивные сваи устраивают там, где существуют постоянные температурно-влажностные условия. Набивные сваи устраивают методом заполнения бетонной или иной смесью предварительно пробуренных, пробитых скважин В зависимости от грунтовых условий сваи подразделяют:
на сваи-стойки, которые проходят через слабые слои и опираются на плотный, практически несжимаемый грунт; несущая способность этих свай не зависит от прочности окружающего их грунта;
на висячие, погружаемые в сжимаемые грунты, которые передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом.
Свайные фундаменты могут выполнять в виде (см. рис. 6, а-г) ленты 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. Для равномерного распределения нагрузки на сваи по их верхним концам укладывают распределительные балки или плиты, называемые ростверками. Железобетонные ростверки могут быть сборные и монолитные. В последнее время разработаны конструктивные решения свайных фундаментов без ростверков. Плиты перекрытия в этих случаях опирают на сборные оголовки свай. Монолитный ростверк выполняет функцию фундамента под внутренние и наружные цокольные стены. Ростверк выполняют по слою подготовки, которая на 100 мм шире, чем монолитный ростверк. Для низкого ростверка сваи забивают так, чтобы они были выше отметки подошвы не менее чем на 200 мм. По ростверку укладывают блоки стен подвала до отметки опирания плит, перекрывающих подвальное помещение. При сборном ростверке на сваи надевают сборные головки и по ним устанавливают цокольные панели или ростверковые балки.
Рис.6. Свайные фундаменты:
а –г – расположение свай в плане;
д – сечение фундаментов
Сплошные фундаменты и перекрестные ленты.Сплошные (плитные) фундаменты применяют в следующих случаях:
- если на площадке слабые грунты и значительные нагрузки, которые не могут воспринимать одиночные и ленточные фундаменты для создания допустимого давления на грунт;
- если неравномерная осадка сооружения не допускается или регламентируется, так как фундаментные плиты значительно перераспределяют усилия на основание и делают осадки и давление на него равномерными;
- если имеется техническая необходимость в создании такого фундамента (например, установка технологического оборудования) или необходимость надежной защиты основания от проникновения воды (плиту используют в качестве гидроизоляции). Сплошные фундаменты проектируют в виде плоских плит. Для придания плите большей жесткости ее выполняют ребристой. В зданиях каркасной конструкции места пересечения ребер служат для установки колонн, при бескаркасной конструкции ребра используют в качестве стен подвала, на которые устанавливают несущие конструкции (стены, диафрагмы жесткости).
В каркасных зданиях при необходимости увязки отдельно стоящих фундаментов в единую пространственную систему применяют фундаменты из перекрестных железобетонных лент, которые пересекаются в местах установки колонн. Отсутствие плиты позволяет экономить бетон и сталь. Однако эта конструкция имеет сложную конфигурацию (рис. 2, в).
Для высотных бескаркасных зданий с большими нагрузками при необходимости обеспечить большую жесткость фундаментов, могут выполняться фундаментные конструкции коробчатого сечения (рис. 2б). Ребра такой плиты предусматриваются на полную высоту подвалa, являются стенами и соединяются с перекрытиями, придавая конструкции исключительную жесткость.
Конструкция ленточных фундаментов
Существует много вариантов конструктивных решений для малозаглубленных ленточных фундаментов. Исторически малозаглубленные ленточные фундаменты трансформировались из достаточно глубоко заглубленных траншейных фундаментов, «обмелевшие» потомки которых еще встречаются в самостройных решениях в южных регионах России. Траншейные фундаменты использовались в основном до конца XIX века и представляли собой заполненные бутовой, кирпичной или бутово-кирпичной кладкой на глине траншеи. На таком фундаменте, например, построен Большой Петергофский дворец.
Фотография №1. Фундамент Большого Петергофского дворца во время работ по его усилению.
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ни о каком армировании в ранних вариантах траншейных ленточных фундаментов речи не шло. Фундаменты, сделанные из бутового камня или кирпича, представляли собой так называемые «гибкие» фундаменты по принципу цепной кладки. Каждый камень в такой кладке рассматривается как своего рода балка на двух опорах, на конце которой расположены шарниры. Огромное количество таких «шарниров» делает фундамент гибким в определенных пределах. Такие фундаменты способны под нагрузкой неравномерно изгибаться без разрушения. В настоящее время в английской строительной литературе рекомендуется устройство траншейного фундамента в виде подушки для постройки ленточного фундамента на нестабильных, слабонесущих грунтах. Выполняется такая подушка в идее сплошной заливки бетоном заглубленной траншеи сечением 65 см х 75 см на уровне глубины промерзания грунта. В дальнейшем поверх этой подушки отливается или выкладывается собственно ленточный фундамент здания. В извращенном виде эта технология встречается и сегодня: самодеятельные строители отрывают неглубокую узкую траншею, заливают ее бетоном без всякого армирования и возводят на таком «фундаменте» дом. Сохранить целостность эта конструкция может только на непучинистых грунтах. Появление портландцемента, развитие технологий армированных бетонов позволяют нам строить более технологичные и менее объемные ленточные фундаменты. Варианты конструкции ленточного фундамента В условиях сложных грунтов (пучинистых, просадочных) хорошим вариантом конструкции ленточного малозаглубленного фундамента является монолитный железобетонный фундамент. Монолитный фундамент в сложных грунтовых условиях обладает большей механической прочностью по сравнению со сборными ленточными фундаментами из бетонных блоков или кирпича. Монолитные ленточные фундаменты, которые по сути своей являются армированными балками, связанными в единую жесткую пространственную раму, лежащую на пружинистом основании, гораздо лучше противостоят всевозможным нагрузкам по сравнению со сборными ленточными фундаментами. Свод правил по проектированию и строительству «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» (СП 50-101-2004) определяет следующие виды конструкции ленточных малозаглубленных фундаментов: Таблица №12. Минимальное допустимое упрощение конструкции малозаглубленных ленточных фундаментов в зависимости от пучинистости грунтов подлежащего основания.
Если вы не уверены, на каком типе грунта будет строиться фундамент вашего дома, выбирайте монолитную конструкцию железобетонного ленточного фундамента. Бетонная подготовка Бетонная подушка
Бетонная подушка может быть армированной или неармированной. В практическом использовании для дачного строительства они практически равнозначны, за исключением того, что неармированная бетонная подушка имеет определенные ограничения в своих размерах. По британским нормам минимальная толщина армированной и неармированной бетонной подушки составляет 15 см [BR 2010 A1/2. 2E2-е]. Армирование устраивается с помощью арматурной сетки в нижней четверти бетонной подушки, так как нижняя часть бетонной подушки подвержена растяжению под воздействием нагрузки от дома, передаваемой через ленту фундамента. Ленточный сборный фундамент на бетонной подушке. (Вариант «В» на схеме №4).
|
