Плитный фундамент на пучинистых грунтах
Обновлено: 25.04.2024
Плитный фундамент на пучинистых грунтах
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ
"Рекомендации по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах" составлены по результатам научных исследований и обобщения передового опыта фундаментостроения на пучинистых грунтах.
В Рекомендациях изложены инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные и термохимические мероприятия по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов на фундаменты зданий и сооружений, а также даны основные требования к производству строительных работ по нулевому циклу.
Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, которые осуществляют проектирование и строительство фундаментов зданий и сооружений на пучинистых грунтах.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Действие сил морозного пучения грунтов ежегодно наносит народному хозяйству большой материальный ущерб, заключающийся в снижении сроков службы зданий и сооружений, в ухудшении условий эксплуатации и в больших денежных затратах на ежегодный ремонт поврежденных зданий и сооружений, на исправление деформированных конструкций.
В целях снижения деформаций фундаментов и сил морозного выпучивания Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений Госстроя СССР на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований с учетом передового опыта строительства разработаны новые и усовершенствованы уже существующие в настоящее время мероприятия против деформации грунтов при их промерзании и оттаивании.
Обеспечение проектных условий прочности, устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений на пучинистых грунтах достигается применением в практике строительства инженерно-мелиоративных, строительно-конструктивных и термохимических мероприятий.
Инженерно-мелиоративные мероприятия являются коренными, поскольку они направлены на осушение грунтов в зоне нормативной глубины промерзания и на снижение степени увлажнения слоя грунта на глубине 2-3 м ниже глубины сезонного промерзания.
Строительно-конструктивные мероприятия против сил морозного выпучивания фундаментов направлены на приспособление конструкций фундаментов и частично надфундаментного строения к действующим силам морозного пучения грунтов и к их деформациям при промерзании и оттаивании (например, выбор типа фундаментов, глубины их заложения в грунт, жесткости конструкций, нагрузок на фундаменты, анкеровки их в грунтах ниже глубины промерзания и многие другие конструктивные приспособления).
Часть предлагаемых конструктивных мероприятий приведена в самых общих формулировках без надлежащей конкретизации, как, например, толщина слоя песчано-гравийной или щебеночной подушки под фундаментами при замене пучинистого грунта непучинистым, толщина слоя теплоизолирующих покрытий во время строительства и на период эксплуатации и др.; более детально даются рекомендации по размерам засыпки пазух непучинистым грунтом и по размерам теплоизоляционных подушек в зависимости от глубины промерзания грунтов по опыту строительства.
В помощь проектировщикам и строителям приводятся примеры расчетов конструктивных мероприятий и, кроме того, даны предложения по заанкериванию сборных фундаментов (монолитное соединение стойки с анкерной плитой, соединение на сварке и на болтах, а также замоноличивание сборных железобетонных ленточных фундаментов).
Рекомендуемые для строительства примеры расчетов по конструктивным мероприятиям составлены впервые, а поэтому они не могут претендовать на исчерпывающее и эффективное решение всех затронутых вопросов по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов.
Термохимические мероприятия предусматривают, главным образом, снижение сил морозного выпучивания и величин деформации фундаментов при промерзании грунтов. Это достигается применением рекомендуемых теплоизоляционных покрытий поверхности грунта вокруг фундаментов, теплоносителей для обогрева грунтов и химических реагентов, понижающих температуру смерзания грунта и сил сцепления мерзлого грунта с плоскостями фундаментов.
При назначении противопучинных мероприятий рекомендуется руководствоваться в первую очередь значимостью зданий и сооружений, особенностями технологических процессов, гидрогеологическими условиями стройплощадки и климатическими характеристиками данного района. При проектировании предпочтение должно отдаваться таким мероприятиям, которые исключают возможность деформации зданий и сооружений силами морозного выпучивания как в период строительства, так и за весь срок эксплуатации. Рекомендации составлены доктором технических наук М.Ф.Киселевым.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Рекомендации содержат данные по проектированию и строительству фундаментов зданий, промышленных сооружений и различного специального и технологического оборудования на пучинистых грунтах.
1.2. Рекомендации разработаны в соответствии с основными положениями глав СНиП II-Б.1-62 "Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования", СНиП II-Б.6-66 "Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования", СНиП II-А.10-62 "Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования" и СН 353-66 "Указания по проектированию населенных мест, предприятий, зданий и сооружений в северной строительно-климатической зоне" и могут быть использованы для инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, выполняемых в соответствии с общими требованиями по исследованию грунтов для строительных целей. Материалы инженерно-геологических изысканий должны удовлетворять требованиям п.1.6 настоящих Рекомендаций.
Примечание. Рекомендации не распространяются на площадки, где сезонное промерзание грунта сливается с вечномерзлым грунтом.
1.3. Пучинистыми (морозоопасными) грунтами называются такие грунты, которые при промерзании обладают свойством увеличиваться в объеме. Изменение объема грунта обнаруживается в поднятии при промерзании и опускании при оттаивании дневной поверхности грунта, в результате чего наносятся повреждения основаниям и фундаментам зданий и сооружений.
К пучинистым грунтам относятся пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины, а также крупнообломочные грунты с содержанием в виде заполнителя частиц размером менее 0,1 мм в количестве более 30% по весу, промерзающие в условиях увлажнения. К непучинистым (неморозоопасным) грунтам относятся скальные, крупнообломочные с содержанием частиц грунта диаметром менее 0,1 мм, менее 30% по весу, пески гравелистые, крупные и средней крупности.
1.4. В зависимости от гранулометрического состава, природной влажности, глубины промерзания грунтов и уровня стояния грунтовых вод грунты, склонные к деформациям при промерзании, по степени морозного пучения по табл.1 подразделяются на: сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и условнонепучинистые.
Возведение столбчатых фундаментов на различных почвах: глине и пучинистых грунтах
При создании проекта для застройки, в первую очередь, определяют тип грунтов, так как от этого напрямую зависит вид фундамента. Так, столбчатый – наименее затратный в финансовом плане (до 18% от бюджета всего строительства), но не на каждой почве он может быть применим. Песчаные грунты и супеси для такого фундамента подходят, а вот суглинок, торфяники и глинистые участки, а также почвы, подверженные горизонтальным смещениям, требуют дополнительного укрепления.
Как определить тип грунта самостоятельно
Для самостоятельного определения типа грунта следует проделать некоторые манипуляции:
- Взять немного земли и смочить ее водой. Из смеси сделать кольцо. Если в грунте много песка, его сделать не получится. Супесь разделится на мелкие фракции. При наличии глины, кольцо останется целым.
- Насыпать грунт с участка в стакан с водой (1\3 на 250 мл) и взболтать. Чем мутнее получится суспензия, тем больше глины содержится в почве.
- Чтобы выявить наличие влаги, необходимо взять часть земли и положить ее на тонкий лист бумаги. Дать полежать 7-10 минут, после чего землю стряхнуть и оценить степень ее промокания. Чем больше будет влажное пятно, тем водонасыщеннее грунт.
- Оценить степень глубины подземных вод можно при помощи замеров уровня воды в близрасположенных колодцах или скважинах. А также высоты их размещения относительно участка застройки.
Столбчатый фундамент подходит для легких построек (каркасные дома, подсобные постройки, дачи, бани) без подвалов и погребов. Его можно закладывать на всех типах грунтов, если уровень грунтовых вод не слишком высок. В зависимости от типа почвы он может быть:
- заглубленным. Такой фундамент опускают до 1 м ниже линии промерзания грунтов. Это подходящий вариант для влажных пучинистых почв (болотистые, с высоким горизонтом подземных вод, грунты на глине);
- малозаглубленным (или мелкозаглубленным). Закладывается на глубину до 70 см от уровня промерзания. Применяется на песчаных и скалистых почвах;
- незаглубленным. Глубина не более 50 см. Фундамент устанавливают на крепких грунтах с ровной поверхностью.
Также столбчатые фундаменты бываю опорно-столбчатыми, столбчатыми из труб или столбчато-ленточными.
Закладка фундамента на непучинистых и пучинистых почвах
Непучинистые грунты – это участки земли, образованные по большей части из остатков разрушенных горных пород (гравийные, щебневые, песчаные), являющие собой крупнозернистый материал. Чем больше частицы у такой почвы, тем меньшее влияние будет оказываться на прочность фундамента. Это наиболее безопасные грунты для любых типов построек.
Столбчатый фундамент на таких грунтах закладывают неглубоко (применяю незаглубленную или мелкозаглубленную кладку). В некоторых случаях достаточно и 20−30 см.
К пучинистым почвам относятся супеси, пылевые пески, глины с высокой влажностью и суглинки. Основная характеристика – увеличение объемов почвы при замерзании воды, которая находится в ее составе. Для таких грунтов наиболее удачный фундамент – столбчатая конструкция. Она минимизирует действие касательных сил, и основа не подвергается разрушению при промерзании почвы.
Если нестойкий грунт имеет очень высокий процент влажности, при закладывании фундамента, его верхний шар заменяют на непучинистый (верхние 2\3 слоя). Для отапливаемых домов – с наружной стороны, для неотапливаемых – снаружи и внутри.
При очень пучинистых грунтах или утяжеленном строении (из кирпичной кладки) рекомендуется использовать перевязку (рындбалку). Она может располагаться на поверхности почвы или иметь небольшое заглубление. Это поможет максимально избежать влияния пучения грунта или его подвижек.
Закладка фундамента на глине
Глинистые грунты (с содержанием глины около 10-30%) очень пластичны, подвержены размыванию, не держат форму и могут смещаться. Устойчивость домов на них зависит от правильной закладки фундамента.
Способы укрепления почвы:
- механическая трамбовка при помощи технического оборудования (каток);
- электроосмос. В шар грунта вводят стержневые клеммы под напряжением до 5 А\м 2 . После воздействия током необходимый участок становится более плотным, сухим, что минимизирует пучение;
- электрохимическое влияние. Помимо тока, в грунты добавляют специальные смеси (к примеру, хлористый кальций);
- частичная замена грунта. На глубину до 1 м удаляется верхний слой почвы и засыпается более прочный, который послойно утрамбовывается.
При наличии склонов, их укрепляют бетонными упорами или панелями, под уклоном 50-60 относительно склона.
Технология закладки
Для пучинистых грунтов предпочтительнее выбирать столбы с расширением внизу, в остальных случаях подойдут конструкции в виде параллелепипеда или цилиндра. Есть несколько способов закладки столбчатого фундамента.
Первый способ. Под столбы выкапывают ямы, которые размерами превышают параметры столбов на 30−40см, затем в них устанавливают опалубку и каркас из арматуры. Далее заливают бетон. После его застывания, опалубку снимают, а столб засыпают. Технология позволяет создавать монолитные железные столбы высокой прочности и устойчивости, но требует большого объема работ.
Второй способ. Применяется специальный фундаментный бур – ТИСЭ-ф, с его помощью можно делать скважины в диаметре до 20 см, с расширением внизу до 60 см. Это более простой метод, позволяющий осуществлять закладку фундамента самостоятельно.
На что обращать внимание? В местах пересечения стен (точки наибольших нагрузок), под стойкой каркаса, возводятся столбы на расстоянии, кратном шагу балкам нижней обвязки (1,5 − 2,5 м). Сечение бетонных блоков или столбов из кирпича должно быть не меньше 50х50 см. Толщина стен с шаром термоизоляции – до 25 см, перекрытия (кроме цокольного) сделаны из дерева.
Столбы монтируют вертикально, на них кладут бетонные блоки. Между столбами устанавливают забирку − легкую стенку, утепляющую подпол и защищающую его от влажности. Она должна быть одинаковой по всему периметру строения (как правило, это кирпич или бетон). Толщина стенки – 12 см, уровень заглубления в почву – 25 см. Если грунт на глине и очень пучинистый, забирку устанавливают на подушку из песка высотой 20 см и шириной 30 см.
С ростверком или без него
Ростверк – верхняя часть, связывающая столбы в одну конструкцию, его делают из железобетонной ленты, которая придает постройке большей устойчивости на подвижных грунтах, а также равномерно распределяет вес дома на все столбы.
Его наличие не всегда обязательно, так как нижний венец деревянного сруба выполняет эту роль. Но для каркасных домов, возводимых на пучинистых почвах или на участках с уклоном ростверк нужен. Главное, ростверк нужно монтировать так, чтобы он не заглублялся в почву и не опирался на нее. Иначе зимой он может оторваться от столбов и фундамент деформируется.
Если фундамент на глине под столбы до глубины промерзания, почву заменяют на смесь из крупнозернистого песка, щебня или гравия, поливают водой и утрамбовывают.
Чем тяжелее строение, тем мощнее должны выбираться столбы и шаг делаться чаще (1,5 м). Меньше делать нерационально, но и свыше 3 м шаг превышать нельзя. Сечение столбов может быть различным, в зависимости от материала (кирпич, монолит, дерево). На глине оптимальный вариант – железобетон.
Зачем армирование монолитному столбчатому фундаменту
Бетонные столбы прочны на сжатие, но плохо переносят нагрузки на растяжение или изгиб. Чтобы избежать подобной деформации фундамент нужно армировать в зонах, где может возникнуть растягивание. К примеру, при пучении верхняя часть столбов будет выталкивать вверх, тогда как нижняя – удерживаться в непромерзающем слое почвы, в результате столбы могут потрескаться. Здесь и пригодится вертикальное армирование.
Каркас из арматуры состоит из вертикальных ребристых прутьев (класс A-3) с диаметром 1,2 см. Ребристые прутья выбираются для обеспечения лучшего контакта с бетоном. Их соединяют при помощи тонкой гладкой монтажной арматуры (диаметр 0,6 см), которая сама по себе не воспринимает нагрузку, а только связывает прутья в одну конструкцию.
При армировании столбов диаметром до 20 см необходимо 2 прутка. Если высота столба около 2 м, ребристую арматуру перевязывают монтажной через каждые 80−100 см, то есть в 3−4 местах.
При наличии ростверка, его также армируют. Делают 2 пояса (нижний и верхний), каждый из которых включает в себя минимум по 2 продольных прута. Для такого армирования используют арматуру с диаметром 1,2 см и поперечным сечением. Арматурный каркас погружают в бетон полностью, уровень над поверхностью ростверка – 3−5 см.
Если учесть все инженерно-технологические особенности закладки столбчатого фундамента, знать тип почвы, уровень грунтовых вод и характер будущей постройки – такая основа будет долговечной и прочной на износ десятилетиями.
Фундамент на пучинистых и глинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод
На территории страны существует огромное количество различных типов почвы, на которых сейчас возводятся здания. Но под каждый конкретный тип грунта нужно подбирать свой тип фундамента, ведь почва отличается своими характеристиками, пластичностью, степенью промерзания и способностью к мелким подвижкам.
Поэтому, с технической и строительной точки зрения, пучинистые грунты относятся к группе пластичных почв, они состоят с глинистых пластов, перемешанных с песком, и содержат мало каменистых вкраплений.
Само название таких грунтов означает, что во время промерзания они склонны к вертикальным подвижкам, иногда довольно сильным за счет замерзания грунтовых вод и их расширения. Соответственно, это процесс циклический, причем существует слабая, средняя и сильная степень пучинистости.
Понятно, что игнорировать особенности такого грунта при возведении фундаментов категорически не рекомендуется, поэтому и нужно несущие конструкции фундамента опускать ниже граничной зоны промерзания. Подбираются такие основания под каждый тип строения индивидуально, отличаются конструкцией, особенностями монтажа и несущими характеристиками.
Устройство фундамента на пучинистых грунтах
Единственно правильное устройство оснований на глинистых почвах – это установка прочного тяжелого подножья ниже зоны промерзания на прочных слоях грунта. При этом устраняется воздействие нижних слоев на основание, но остаются небольшие боковые подвижки.
Поэтому, чтобы устранить практически все существующие воздействия на фундаменты, иногда приходится потратить много денег и времени, но при этом получится прочный надежный фундамент, способный выдержать даже сильные морозы.
Поэтому, все фундаменты на пучинистых грунтах отличаются своей конструкцией, способом монтажа и выбором строительных материалов. Существует три ключевых конструкции оснований, способных выдержать подвижки глинистых и песчаных почв с высоким уровнем грунтовых вод:
- Заглубленный фундамент. Это дорогая с технической и монтажной точки зрения конструкция, где монолитная или блочная подошва устанавливается на глубине ниже зоны промерзания почвы на плотные грунты.
- Мелкозаглубленное основание с увеличенной жесткостью на изгиб. Это специфический вид конструкции, часто применяется в промышленном и административном строительстве. Тут используются конструкции, которые могут независимо принимать неравномерные деформации основания и при этом сохранять целостность здания в целом.
- Использование столбчатых фундаментов с незаглубленными или мелкозаглубленными ростверками. Практикуются при возведении небольших жилых и хозяйственных сооружений, отличаются практичностью и быстротой сооружения.
- Теплоизоляционные фундаменты мелкого заложения. Это вариант ростверковых оснований, только вокруг столбов и ростверка сооружается специальная зона утепления, которая нейтрализует воздействие промерзлой почвы на основу.
Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых грунтах с заложением на глубину промерзания
Заглубленный фундамент
Такое основание часто практикуют при возведении небольших зданий, ведь имеет сразу ряд ключевых недостатков:
- Слишком большая боковая поверхность способствует увеличению нагрузки на стены конструкции;
- Слишком высокая стоимость установки, потому что нужно рыть глубокие траншеи и обезопасить стенки от обвала;
- Дорогие строительные материалы;
- Нужно проводить сложные расчеты уравновешивания сил пучения и массы самого здания.
Это материалоемкие и трудоемкие основания, не спосбоные обеспечить оптимальную защиту здания от воздействия почвы. Но при этом они практикуются в относительно холодных регионах, где граница промерзания расположена высоко, а под ней идет твердый шар породы. В случае правильного использования технологии, подошва бетонного основания трапециевидной формы устанавливается непосредственно внутри твердой породы, которая уже не подвержена пучению.
Защиту от боковых подвижек устраняют методом углового армирования с использованием промежуточных бетонных балок. Также ленточные заглубленные фундаменты часто используют, когда нужно построить здание с подвальными помещениями.
Свайные и столбчатые основания
Такой фундамент на пучинистых почвах отличается практичностью и надежностью, ведь на него не воздействуют вертикальные подвижки грунта, а боковые устраняются за счет конструкции столбов.
Учитывая, что столбы и сваи уже производятся с учетом гидроизоляционных характеристик, грунтовая вода на них мало воздействует.
Также все они имеют ростверки – это сооружение, которое соединяет все столбы между собой и равномерно распределяет нагрузки на каждую опору отдельно.
В качестве свай используются уже готовые фабричные винтовые сваи, технологии ТИСЭ и буронабивные сваи.
Преимущества свайно-ростверковых оснований
- Сваи вкручиваются в грунт ниже глубины промерзания почвы до тех пор, пока не упрутся в прочную породу. Поэтому, вертикальные подвижки сведены к минимуму;
- Форма свай круглая, почва будет «обтекать» их, не нанеся вреда;
- При монтаже в скважины используются гидроизоляционные материалы (рубероид) и асбестовые трубы, которые предохраняют конструкцию от коррозии;
- Их можно использовать на строительных площадках со сложным рельефом;
- На возведение фундамента пойдет минимум строительных материалов и техники.
Недостатки свайно-ростверковых фундаментов на пучинистых грунтах
В целом, финансовые и технические расходы на сооружение свайно-ростверковых фундаментов, особенно с монолитными или сборными ростверками, существенно выше, чем на сооружение мелкозаглубленных ленточных конструкций.
Поэтому они и практикуются в небольшом частном строительстве, когда долговечность фундамента не играет большой роли.
Фундаменты повышенной жесткости
Это специальные конструкции, приспособленные к неравномерным деформациям основания за счет разности степени пучинистости различных участков почвы. Они бывают:
- Ленточные;
- Плитные;
- Столбчатые с ростверком.
Конструктивно, такие основания предусматривают жесткое соединение всех блоков в единое целое, поэтому каждый элемент конструкции передает нагрузку на соседние зоны фундамента и нейтрализует их. При проектировании таких оснований используются совершенно новые расчетные параметры, такие как расчет по деформациям пучения и горизонтальные сдвиги.
Учитывая, что тут возможны и неравномерные деформации, то их значения не должны быть выше, чем предельно допустимые.
Параметры, используемые при проектировании жестких фундаментов:
- Пучинистые свойства грунта и возникающее в нем давление;
- Жесткость фундамента и надфундаментных элементов на изгиб;
- Стойкость к вертикальным и продольным деформациям;
- Учет активного влияния несущих стен и перекрытий при стабилизации движения фундамента;
- Расчет жесткости и гибкости несущего каркаса здания (арматурного пояса);
- Масса будущего здания;
- Точный учет свойств грунта.
Как показала практика, сложными при возведении жестких фундаментов остаются только расчеты, ведь в результате получатся исходные данные для возведения основания. А возвести его не составит труда, причем это относительно дешевый процесс, сделать который можно и своими руками без подключения мощной строительной техники.
Плитные фундаменты
Плитные фундаменты – это конструкции, где под зданием установлена монолитная железобетонная плита, установленная непосредственно на грунт.
Это разновидность мелкозаглубленного основания, отличается высокой прочностью, надежностью и массой.
Но на его возведение нужно затратить большое количество бетонного раствора и арматуры, а также использовать дополнительную опалубку.
Через свою массу и большой расход строительных материалов, монолитные плитные конструкции используются при небольшом частном строительстве, особенно при строительстве на слабых почвах. Бывает две разновидности фундаментов-плит:
- Собственно, плитный фундамент;
- Мелкозаглубленный ленточный монолитный фундамент с подвесными полами по грунту.
В случае подвесного пола, плита сама не участвует в передаче нагрузки от здания на грунт, а выполняет задание плиты перекрытия подвала или первого этажа. Она рассчитывается на нормативную нагрузку перекрытий, отличается прочностью и дополнительно армируется. Грунт тут используется как временная опалубка при установке плиты перекрытия. После высыхания бетона, грунт убирают.
Что нужно знать при возведении фундаментов на слабых грунтах
Любой фундамент, даже возведенный строго по заданным параметрам, готовому проекту, со временем будет разрушаться, ведь на него воздействуют грунтовые воды и мороз. Поэтому, для дополнительной защиты оснований нужно также использовать гидроизоляцию и теплоизоляцию.
Как правило, теплоизоляцию практикуют, когда возводится свайно-ростверковый фундамент для защиты первого этажа пола от промерзания и с целью снизить потери тепла непосредственно с дома.
Гидроизоляцию нужно делать для любого типа основания, причем в некоторых случаях нужно даже покрывать гидроизоляцией подошву основания между песчано-гравийной подушкой и бетоном. Такие мероприятия удорожают строительство фундамента, но предохраняют его от преждевременного разрушения.
Видео
Мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками
Перед тем как начать строительные работы, а также создание проекта, нужно определить тип грунта и уровень его промерзания.
К пучинистым видам относятся грунты, способные накапливать воду:
- глинистая почва;
- ;
- пылеватые и мелкозернистые грунты.
В зимний период вода, содержащаяся в водонасыщенных грунтах, при замерзании неравномерно вспучивается. От этого происходит неравномерная осадка сооружения, повреждение и деформация несущей конструкции.
Поэтому необходимо сразу определиться с типом конструкции (например, столбчатый фундамент или какой-либо другой), его размерами и глубиной закладки. Сегодня известны и распространены на пучинистом грунте два вида конструкций, так как они слабо подвержены негативным влияниям. Их применяют независимо от типа элемента, так как они слабее подвержены разрушению во время изменения состояния земли:
- строительство основания здания, которое имеет минимальную глубину;
- углубить фундамент, чтобы он был ниже уровня грунтового промерзания.
В этом случае используются плитные, столбчатые, свайные и ленточные фундаменты.
Расчет показателя гибкости конструкций здания
1. Показатель гибкости
конструкций здания l определяется по формуле
для оснований
столбчатых фундаментов
2. Приведенная жесткость на
изгиб поперечного сечения конструкций здания в системе фундамент-цоколь-пояс
усиления-стена, тс/м2, определяется по формуле
[EJ] = [EJ]f + [EJ]z + [EJ]p + [EJ]s,(4)
3. Жесткость на изгиб, тс/м2,
фундамента, цоколя и пояса усиления определяется по формулам
Жесткость на изгиб
фундамента, состоящего из блоков, не связанных между собой, принимается равной
нулю. Если цоколь является продолжением фундамента или обеспечена их совместная
работа, цоколь и фундамент следует рассматривать как единый конструктивный
элемент. При отсутствии поясов усиления EJp
= 0. При наличии нескольких поясов усиления жесткость на изгиб каждого из них
определяется по формуле (7).
4. Жесткость на изгиб, тс/м2,
стен из кирпича, блоков, монолитного бетона (железобетона) определяется по
формуле
Момент инерции поперечного сечения стены
определяется по формуле
Площадь поперечного сечения
стены определяется по формуле
Расстояние от центра тяжести
приведенного поперечного сечения стены до ее нижней грани определяется по
формуле
6. Жесткость на изгиб, тс.м2,
стен из панелей определяется по формуле
Ленточные конструкции – особенности строительства на пучинистых почвах
Подземная часть постройки способна принять массу дома и передать ее плотным слоям грунта
Планируя, какой фундамент будет актуальным в местностях с пластичными вспучивающимися грунтами, обратите внимание на надежность и долговечность ленты. Чтобы выполнить железобетонную полосу, понадобиться максимум материалов, но затраты будут оправданы
Условия возведения ленточного фундамента
Мелкозаглубленный ленточный тип основы на вспученных грунтах предусматривает инженерно-геологические изыскания
Пучинистые почвы могут привести к растрескиванию подошвы, поэтому важно учесть:
- разновидность почвенного массива;
- уровень промерзания земли и количество воды;
- несущую нагрузку постройки;
- наличие подпола и подземных магистралей;
- период эксплуатации здания.
Сооружение-лента актуально для кирпичных, бетонных домов с плотными стенами, конструкций с перекрытиями из железобетона. Стенки ленты могут образовывать стены подвального помещения или погреба.
Инструменты и материалы для закладки
Строительство заглубленного фундаментального сооружения проводится с применением следующего инвентаря и расходного сырья:
- уровня и вязальной проволоки;
- лопат – штыковой и совковой;
- шнура для разметки территории;
- арматуры с ребристым сечением диаметром 10-14 мм;
- деревянных досок, топора, молотка, гвоздей и ножовки;
- цемента, щебня и песка;
- бетономешалки.
Перед началом работ важно составить проект, на котором будут указаны необходимые параметры изделия
Последовательность закладки ленты
Строительство ленточного основания проводится в несколько этапов:
Заглублять основание строительные эксперты рекомендуют ниже промерзания земли и выдерживать до 28 дней, а потом снимают опалубку.
Уменьшение пучинистости грунтов
Как вы уже знаете, пучинистость грунтов является результатом намокания грунта и увеличения его объема вследствие замерзания содержащейся в нем влаги.Чтобы несколько уменьшить увлажнение суглинков, можно предусмотреть некоторые мероприятия. К таким мероприятиям относятся:
- Устройство пристенного дренажа для снижения обводненности грунтов.
- Устройство отмостки по периметру постройки и водостоков с крыши с отводом в ливневую канализацию.
- Замена пучинистых грунтов основания на песчаный грунт перед началом строительства.
- Утепление отмостки для уменьшения промерзания суглинков.
Также рекомендуем вам посмотреть интересное видео, как уменьшить морозное пучение:
- Что делать, если просел фундамент? >
Как правильно возводить фундамент на пучинистых грунтах
Составляющие конструкции фундамента
Схема армирования углов ленточного фундамента.
При проведении инженерно-геологических работ на участке не следует экономить на исследованиях. Это поможет не тратить лишние силы и средства при строительстве более заглубленных фундаментов
Выбору типа фундамента следует уделить особое внимание. Только тогда опора здания или сооружения будет максимально прочной и устойчивой
Фундамент не считается подземной частью здания, так как он находится не только под землей, но частично над поверхностью земли. Конструкция опоры здания должна передавать всю нагрузку строения на грунт
В первую очередь внимание уделяют устройству подземной части конструкции
При следует помнить, что его качество определяется спустя некоторое время после возведения опоры. Самое главное – это точное проведение всех расчетов при проектировании опоры здания. Деформации, вызываемые неправильным устройством фундамента, могут быть следующими:
- Температурные, связанные с перепадами температуры.
- Осадочные, связанные со смещением грунта в результате движения на определенной глубине грунтовой воды.
- Усадочные, происходящие из-за потерь влаги, исчезающей из тех материалов, которые входят в состав опоры.
При устройстве фундамента учитывают основные элементы, из которых состоит опора здания или сооружения:
- Подошву, представляющую собой горизонтальную плоскость, которая является нижней поверхностью фундамента.
- Боковые поверхности, представляющие собой внутренние и наружные вертикальные плоскости.
- Цоколь, находящийся над землей, высота которого может составлять от 30 см.
- Слой гидроизоляции, который представляет собой конструктивную прослойку, укладываемую в горизонтальном или вертикальном положении.
Несущим является верхний слой, а другие слои грунта под фундаментом называются подстилающими. Расстояние между поверхностью земли и подошвой называют глубиной заложения фундамента. Границу, проходящую между опорой здания и наземной частью, называют обрезом. При строительстве фундамента учитывают длину и ширину подошвы и обреза.
Критерии выбора типа фундамента
- Высокий уровень надежности
- Повышенная прочность
- Возможность работы с любым типом зданий
- Возможность выполнения строительства в короткие сроки
- Длительный период времени на земляные работы
- Большая масса материалов
- Высокая стоимость материалов
- Сложность работы
При установке фундамента на сваях надо учитывать его основные положительные и отрицательные особенности.
- Минимальное количество используемых строительных материалов
- Доступная стоимость
- Низкая усадка материалов
- Простота исполнения
- Возможность установки на самых трудных участках
Из основных недостаток можно выделить только один – при проведении работ требуется использовать специализированное оборудование.
В качестве материала для установки свай можно брать дерево, бетон, а также железобетонное полотно.
Типы свай. Разделяются в зависимости от способов установки в землю:
- Забивной тип свай. Предварительно изготавливаются и затем опускаются в почву.
- Набивной вид. Установка производится непосредственно в земле в специальном канале.
Также сваи классифицируются по способам состояния в почве:
- Стойка. Устанавливается в плотную землю. Оказывает дополнительное давление на грунт
- Висячий вид. Устанавливается в случаях низкой плотности грунта.
Для достижения высокой экономичности рекомендуется использовать деревянные сваи. Однако при их установке следует учитывать характеристики грунта. При постоянной его влажности произойдет быстрая порча оборудования, и снизится срок его эксплуатации.
Для увеличения срока службы и достижения наибольшей прочности рекомендуется использовать сваи из железобетона. Они не подвержены разрушениям из-за влажности, но находятся в высокой ценовой категории.
Фундамент столбчатого типа с ростверком
Ростверк устраивают для устойчивости столбов в пучинистом грунте и для создания опор для стен.
Делают его только после того, как все столбы подогнаны к одному горизонтальному уровню.
Конструкция столбов, расположенных над уровнем земли, вместе с ростверком может быть следующей:
- блоки фундамента, лежащие у основания каждого столба. У такого блока могут иметься размеры 118х80х30 см;
- блоки из бетона для столбов, у которых могут быть размеры 88х50х58 см;
- на верху блоков размещается непосредственно ростверк из плит железобетона или перемычек с размерами 246х25х20.
Схема устройства опалубки для ленточного фундамента.
2 соседние перемычки ростверка связывают специально оставленным куском арматуры. Сам ростверк укладывают не на плиту из бетона, а на уложенный на нее армированный монолитный пояс, на котором тоже оставлены куски арматуры. Такие куски прикрепляют к нижним частям арматуры перемычек ростверка.
Если промежуток между столбами более 2,5 м, тогда вместо вышеуказанных перемычек используют другие размерами 298х25х20 см.
Зачастую происходит так, что масса сооружения оказывается больше, чем расчетная возможная масса, которую имеют возможность выдерживать перемычки. В таком случае сверху их устанавливают армированный пояс, тогда конструкция столба с ростверком такая:
Малозаглубленное основание столбчатого типа бывает или кирпичным, или монолитным, в отличие от нормально заглубленного фундамента, исключающего 2 таких вида столбчатого фундамента.
Чтобы выполнить устройство малозаглубленного основания на пучинистых грунтах, для начала нужно вырыть яму с соответствующими размерами и насыпать песчаную подушку толщиной в 50-60 см. Засыпать необходимо послойно, с толщиной каждого слоя 10-15 см, каждый слой нужно уплотнять и смачивать водой.
Схема устройства монолитного ленточного фундамента.
Далее на песок настилают слой толя или рубероида. Они выполняют роль гидроизоляции, которая не позволяет цементному молоку уйти в грунт.
Когда все столбы возведены, требуется подогнать их под один уровень по горизонтали. Выравнивание производят при помощи цементного раствора. После этого приступают к сборке монолитного или сборно-монолитного железобетонного пояса. При строительстве деревянного дома на выровненные столбы начинается укладка первой связки бревен или брусов.
Необходимо отметить, что устройство монолитного пояса из железобетона является достаточно важным конструктивным моментом, поскольку именно он обеспечит жесткость вдоль всех столбов и их устойчивость. Перед сборкой пояса требуется сделать связку всех перемычек друг с другом. Это можно осуществить сваркой или связкой петель проволокой.
Читайте также: