Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы фундамента называется
Обновлено: 10.05.2024
СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями N 1, 2, 3)
Максимальная или средняя осадка, см
1 Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом:
то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий, а также здания монолитной конструкции
то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий
2 Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок
3 Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из:
крупных блоков или кирпичной кладки без армирования
то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий, а также здания монолитной конструкции
4 Сооружения элеваторов из железобетонных конструкций:
рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции на одной фундаментной плите
то же, сборной конструкции
отдельно стоящий силосный корпус монолитной конструкции
то же, сборной конструкции
5 Дымовые трубы высотой Н, м:
6 Жесткие сооружения высотой до 100 м, кроме указанных в пунктах таблицы 4 и 5
7 Антенные сооружения связи:
стволы мачт заземленные
то же, электрически изолированные
башни коротковолновых радиостанций
башни (отдельные блоки)
8 Опоры воздушных линий электропередачи:
анкерные и анкерно-угловые,
промежуточные угловые, концевые, порталы открытых распределительных устройств специальные переходные
1 Значение предельной максимальной осадки основания фундаментов применяется к сооружениям, возводимым на отдельно стоящих фундаментах на естественном (искусственном) основании или на свайных фундаментах с отдельно стоящими ростверками (ленточные, столбчатые и т.п.).
2 Значение предельной средней осадки основания фундаментов применяются к сооружениям, возводимым на едином монолитном железобетонном фундаменте неразрезной конструкции (перекрестные ленточные и плитные фундаменты на естественном или искусственном основании, свайные фундаменты с плитным ростверком, плитно-свайные фундаменты и т.п.).
3 Предельные значения относительного прогиба зданий, указанных в пункте 3 таблицы, принимают равными 0,5, а относительного выгиба - 0,25.
5 Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20%.
7 На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания фундаментов, отличающиеся от указанных в настоящем приложении.
Понятие о фундаментах. Требования к ним. Элементы фундаментов. Глубина заложения фундаментов
Если грунт не удовлетворяет предъявляемым требованиям, то устраивают искусственное основание путем упрочнения или заменой слабого грунта более прочным. Способы упрочнения:
Уплотнение – пневматическими трамбовками или трамбовочными плитами массой 2-4 тонны. Применяется, если грунты недостаточно плотные и при насыпных грунтах. Если грунты песчаные или пылеватые, то применяются вибраторы.
Силикатизация – для закрепления лёссовых грунтов, песков, плывунов. Используют растворы жидкого стекла и хлористого кальция.
Цементация – путем нагнетания в грунт по трубам жидкого цементного раствора или молока. Применяется для укрепления гравелистых, крупных и среднезернистых песков.
Обжиг – путем сжигания термических продуктов. Укрепление лёссовых просадочных грунтов.
1.3.1 Понятие о фундаментах. Требования к ним. Элементы фундаментов. Глубина заложения фундаментов
1.3.2 Классификация фундаментов
1.3.3 Конструктивные решения фундаментов
1.3.4 Отмостка, техподполье, подвалы, приямки
1.3.5 Защита подземной части здания от грунтовых вод и сырости
Фундамент- конструктивная часть здания, расположенная ниже уровня земли и воспринимающая нагрузку от здания передавая её основанию.
Элементы фундамента:
1 – отметка глубины заложения фундамента;
2 – отметка уровня грунтовых вод;
3 – планировочная отметка;
4 – отметка уровня пола первого этажа;
b – ширина подошвы фундамента. Определяется по расчёту и зависит от несущей способности грунта и нагрузки;
hф - глубина заложения фундамента - расстояние от спланированной поверхности грунта до подошвы фундамента.
Глубина заложения фундамента зависит от факторов:
1. Глубина заложения грунта, способного служить основанием, не менее 0,5 м от уровня спланированной поверхности для бесподвальных зданий или от уровня пола подвала, если здание с подвалом. h>0,5 м
2. От конструктивного решения подземной части здания.
3. В пучинистых грунтах глубина заложения зависит от глубины промерзания и назначается на 200 мм больше глубины промерзания грунта.
ФУНДАМЕНТЫ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
Грунты –любые горные породы, которые в инженерно-строительной деятельности человека используются в качестве оснований сооружений, среды, в которой сооружения возводятся, или материала для сооружений.
Прочность грунта – способность сопротивляться воздействию внешних нагрузок не разрушаясь.
Фундамент – подземная часть здания, которая предназначена для передачи нагрузки от здания на залегающие грунты основания.
Осадка– вертикальные перемещения подошвы фундамента. Основной вид деформации.
Обрез- верхняя плоскость фундамента, на которую опираются надземные конструкции.
Глубина заложения – расстояние от поверхности планировки до подошвы.
Высота фундамента – определяется расстоянием от подошвы фундамента до его обреза.
Центрально-нагруженный фундамент – фундамент, у которого центр тяжести подошвы и внешней нагрузки находится на одной вертикали.
Внецентрально-нагруженный фундамент – фундамент, у которого внешняя нагрузка приложена с эксцентриситетом относительно центра тяжести подошвы фундамента.
… Победить природу
можно только подчиняясь ей.
Философ Л.Сенека.
Определение глубины заложения подошвы фундамента
Глубина заложения фундамента определяется из условия промерзания.
Нормативная глубина промерзания определяется по формуле
где Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур воздуха в данном районе; СНиП II-I-82.Строительная климатология и геофизика. Нормы проектирования. М.:Стройиздат,1983.
d0 – величина, принимаемая равной:
0,23 - для суглинков, глин;
0,28 - для супесей, песков мелких и пылеватых;
0,30 - для песков гравелистых, крупных и средней крупности;
0,34 - для крупнообломочных грунтов.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется :
где - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для фундаментов неотапливаемых сооружений =1,1 , а для отапливаемых по таблице СНиП 2.02.01-83(табл.9).
Нормы рекомендуют расчетную глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн принимать по табл.8 в зависимости от положения уровня подземных вод и показателя текучести пылевато-глинистых грунтов, которые должны сохраняться в течение всего периода эксплуатации зданий.
Глубина заложения подошвы фундаментов d
в зависимости от расчетной глубины промерзания
| Наименование грунта под подошвой фундамента | Глубина заложения фундаментов от уровня планировки в зависимости от глубины расположения подземных вод,м | |
| Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности | при | при |
| Не зависит от | Не зависит от | |
| Пески мелкие и пылеватые | Не менее | То же |
| Супеси с показателем текучести: при IL<0 IL0 | То же “ | “ Не менее |
| Суглинки, глины, а также крупнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя: при IL0,25 IL<0,25 | “ “ | То же Не менее |
Коэффициент влияния теплового режима сооружения
на промерзание грунтов около фундаментов наружных стен
| Особенности сооружения | Коэффициент при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам наружных стен, | ||||
| 20 и более | |||||
| Без подвала, с полами, устраиваемыми: на грунте на лагах по грунту по утепленному цокольному перекрытию С подвалом или техническим подпольем | 0,9 1,0 1,0 0,8 | 0,8 0,9 1,0 0,7 | 0,7 0,8 0,9 0,6 | 0,6 0,7 0,8 0,5 | 0,5 0,6 0,7 0,4 |
Примечание. При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент принимается с округлением до ближайшего меньшего значения.
Если подошва фундамента попадает на слабый слой (R0 - не нормируется), необходимо изменить глубину заложения и выбрать несущий слой путем анализа инженерно – геологических условий.
Определение размеров подошвы фундаментов
Расчет по несущей способности производят исходя из теории линейной деформируемой среды, где среднее давление под подошвой фундамента ограничивается развитием зон пластических деформаций под краями фундамента на глубину d, не превышающую 0,25 ширины подошвы фундамента. Такое давление называется расчетным сопротивлением грунта основания R.
В Нормах (СНиП 2.02.01-83) при проектировании фундаментов в открытых котлованах требуется обеспечить условие:
где pII – среднее давление по подошве фундамента, кПа;
R- расчетное сопротивление основания, кПа.
Для внецентренно-нагруженных фундаментов проверяются условия:
где Рmax,Рmin, – краевые давления подошвы внецентренно нагруженного фундамента.
Условие (10) обеспечивает исключение отрыва подошвы фундамента от грунта.
Применительно к прямоугольной площади подошвы фундамента краевые давления можно определить по формулам:
Эксцентриситеты и . (8)
В случае, когда момент действует только относительно одной главной оси инерции, что бывает достаточно часто, формулы (11) примут вид:
где – эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести площади подошвы фундамента, м.
Исходя из условия равновесия площадь подошвы центрально-нагруженного фундамента:
где – расчетная нагрузка по второй группе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента (в уровне планировочной отметки), кН;
- осредненное расчетное значение удельного веса грунта и материала фундамента.
Принимается =17 кН/м 3 для подвальных зданий,
=20 кН/м 3 для бесподвальных зданий;
d – глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки или пола здания по грунту, м;
R0- условное расчетное сопротивление грунта основания, кПа.
После нахождения площади подошвы устанавливаются размеры фундамента:
1) , м – в случае квадратной подошвы; (11)
2) в случае прямоугольной подошвы:
где - коэффициент отношения размеров большей стороны к меньшей (ширине) b.
Для ленточного (непрерывного) фундамента м, т.е. ширина численно равна площади подошвы, так как используемая расчетная нагрузка обычно приходится на м длины фундамента.
Найденные размеры подошвы фундамента округляются с учетом принятой модульности и унификации элементов конструкций (табл.10, 11, 12), конструируют и рассчитывают фундамент на прочность.
По принятым размерам фундамента определяют его объем и вес
где - удельный вес материала, кН/м 3 , из которого будет изготовлен фундамент:
– особо тяжелый бетон, применяемый для специальных защитных конструкций, изготавливается на особо тяжелых заполнителях (барит, магнетит, чугунный скрап) ;
– тяжелый бетон, применяемый во всех несущих конструкциях, изготавливается на песке, гравии, щебне из тяжелых горных пород;
– облегченный, применяют преимущественно в несущих конструкциях.
Расчетный вес грунта над уступами фундамента находят из выражения:
где – удельный вес грунта обратной засыпки, кН/м 3 . Принимается равным , где коэффициент 0,95 выражает соотношение между удельными весами грунтов нарушенной и ненарушенной структуры.
Размеры подошвы фундамента должны быть проверены исходя из условия
где– среднее давление по подошве фундамента, кПа;
– расчетная нагрузка от веса фундамента, кН;
– расчетная нагрузка от веса грунта и пола подвала, лежащих на уступах фундамента, кН;
и – длина и ширина фундамента, соответственно, м;
– расчетное сопротивление грунта основания, кПа.
Расчетное сопротивление грунта основания согласно СНиП 2.02.01-83 определяется по формуле:
гдеи - коэффициенты условий работы, принимаются по табл.13;
k - коэффициент, k=1, если характеристики свойств грунтов определены опытным путем; k=1,1, если характеристики приняты по справочным таблицам (табл.1.3 СНиП 2.02.01-83);
- коэффициенты, принимаемые по табл.14 в зависимости от угла внутреннего трения слоя грунта, залегающего под подошвой фундамента;
kz - коэффициент при b<10м kz=1, при м (здесьм);
- ширина подошвы фундамента, м;
- расчетное значение удельного веса слоя грунта, залегающего под подошвой фундамента, кН/м 3 ;
- расчетное значение удельного веса слоя грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;
- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных зданий от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:
где hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
hcf - толщина конструкции пола подвала, м;
- расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м 3 ;
db - глубина подвала, принимается при ширине сооружения
В< 20м db = 2м,
Конструирование фундамента
Для колонн принимается квадратный в плане фундамент, а для стен конструирование ведется на 1 м.п. фундамента l=1м.
По высоте фундаменту придают ступенчатую форму, под колонну - форму стаканного типа, для стен возможна трапециевидная форма.
В зависимости от общей высоты фундамента может быть одна, две или несколько ступеней. Высота ступеней не должна превышать 0,9м и быть кратной 0,15м, минимальная высота ступени - 0,3м, а ширина ступеней должна быть кратной 0,1м.
Окончательные размеры фундамента принимаются после расчета деформаций оснований.
Расчет оснований по деформациям
Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования
Вертикальные напряжения в основании определяются как для однородного изотропного линейно-деформируемого полупространства от действия местной равномерно распределенной нагрузки.
Определение осадки выполняется для центральной оси фундамента в следующей последовательности.
1. Изображаются контуры проектируемого фундамента и напластования грунта М1:100.
2. Слева от вертикальной оси строится эпюра вертикальных природных напряжений от собственного веса грунта
с учетом взвешивающего действия воды и водоупора,
zi - толщина i-го слоя, м;
n - число слоев грунта.
Отдельные слои рекомендуется принимать мощностью
Для фундаментов больших размеров (ширина подошвы фундамента ) мощность отдельного слоя целесообразно принимать
где коэффициент, принимаемый по табл. 15 и зависящий от фиксированных параметров
дополнительное среднее давление, распределенное по подошве фундамента (при ), определяется:
где – расчетное значение удельного веса слоя грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;
– среднее давление по подошве фундамента, кПа (по формуле 19);
d - глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки или пола здания по грунту, м.
4. Величина с глубиной убывает, поэтому при расчете ограничиваются такой сжимаемой толщей, при которой напряжение не превышает 20% природного напряжения (деформации грунтов на этой глубине пренебрежимо малы), т.е.
Если ниже границы сжимаемой толщи расположены сильно сжимаемые грунты (), то активную мощность сжимаемого слоя следует определять из условия .
5. Осадка основания фундамента определяется как сумма осадок отдельных слоев грунта n, на которые разбита сжимаемая толща Hc, по формуле
Е0i – модуль деформации i– го слоя.
Осадку основания фундамента также можно определить по формуле:
где коэффициент относительной сжимаемости i– го слоя,
zi – толщина i-го слоя, м,
n – число слоев грунта в пределах сжимаемой толщи.
Схема к расчету осадки по методу линейно деформируемого полупространства
Расчет осадок фундаментов методом
эквивалентного слоя Н.А. Цытовича
Метод эквивалентного слоя основан на решении линейно-деформируемых тел, учитывает ограниченное боковое расширение грунтов; все составляющие нормальных напряжений в сжатой зоне грунта под фундаментом.
Осадка фундамента вычисляется по формуле :
где hе – мощность эквивалентного слоя, обуславливающая осадку фундамента заданных размеров и формы в плане:
b – ширина подошвы фундамента, м.
В расчетной схеме сжимаемую толщу грунта, определяющую осадку фундамента, принимают равной двум мощностям эквивалентного слоя:
Величину среднего коэффициента относительной сжимаемости определяют из условия, что полная осадка грунтов в пределах сжимаемой толщи Н равна сумме осадок входящих в нее слоев
где mvi – коэффициент относительной сжимаемости i – го слоя грунта; (31)
hi – мощность i - го слоя грунта;
zi – расстояние от нижней точки эквивалентной эпюры до средины i-го слоя, м.
Прогноз фильтрационной консолидации водонасыщенных оснований фундаментов
Расчет осадки ведется в табличной форме.
Задаемся степенью консолидации
где Sn – полная величина осадки, полученная по методу суммирования или по методу эквивалентного слоя;
St - осадка фундамента за любой промежуток времени.
Зная заданные величины U (от 0 до 10), определяем значение N по
Значение коэффициента N
| U | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,95 |
| Для слу-чаев | 0,02 0,12 0,005 | 0,08 0,25 0,02 | 0,17 0,39 0,06 | 0,31 0,55 0,13 | 0,49 0,73 0,24 | 0,71 0,95 0,42 | 1,00 1,24 0,69 | 1,40 1,64 1,08 | 2,09 2,35 1,77 | 2,80 3,17 2,54 |
Зная для каждого значения N и соответствующего U определяем
где Н – мощность сжимаемого слоя грунта (высота треугольной эпюры), м;
сv – коэффициент консолидации
где mvt - средний относительный коэффициент сжимаемости грунтов в пределах всей толщи, определяемый по формуле (35);
kф – коэффициент фильтрации, принимаемый по табл. 15.
Значение коэффициента фильтрации kф
| Вид грунта | Песок | Супесь | Суглинок | Глина |
| kф, см/с |
Примечание. любое число от 1 до 9.
Учитывая, что водопроницаемость грунтов с глубиной уменьшается, расчет ведем по схеме с направлением фильтрации вверх.
Средний коэффициент фильтрации для всей сжимаемой толщи:
Оценить инженерно-геологические условия строительной площадки, данные о грунтах приведены в табл.15:
Для заданного варианта грунтовых условий производим оценку характеристик слоев грунта с целью использования его в качестве естественного основания.
Определение типа и наименования пылевато-глинистых грунтов производим по числу пластичности и показателю (индексу) текучести:
Коэффициент пористости определяется по формуле: .
Степень влажности определяется: ,
где плотность воды, .
После оценки свойств грунтов основания определяем значение условного расчетного сопротивления грунта методом интерполяции.
Общие принципы проектирования фундаментов
Глубина заложения фундамента – это расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы фундамента (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Элементы фундамента: 1 – тело; 2 – подошва; 3 – обрез; 4 – ширина подошвы; 5 – глубина заложения; 6 – отметка глубины промерзания грунта; 7 – отметка уровня грунтовых вод (УГВ); 8 – планировочная отметка земли; 9 – отметка пола первого этажа; 10 – стена; 11 – перекрытие
Глубина заложения фундаментов принимается с учетом:
- назначения и конструктивных особенностей проектируемого здания;
- нагрузок и воздействий на фундаменты;
- глубины прокладки инженерных коммуникаций;
- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
- инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия склонных к скольжению слоев и пр.);
- гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений;
- глубины сезонного промерзания грунтов.
Глубина сезонного промерзания зависит от климатических условий и вида грунта. Нормативная глубина сезонного промерзания dfn для глинистого грунта определяется по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика». Для пылеватых глин и суглинков, супесей, песков мелких и пылеватых принимается нормативная глубина для глинистого грунта с коэффициентом 1,2. В не пучинистых грунтах (крупнообмолочных, песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания.
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:
где dfn – нормативная глубина промерзания; kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых зданий – по табл. 6.1; для фундаментов неотапливаемых зданий – 1,1.
Коэффициенты влияния теплового режима здания при расчете глубины сезонного промерзания грунта
| Особенности здания | Расчетная температура воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, "С | ||||
| Без подвала с полами, устраиваемыми: по грунту на лагах по грунту по утепленному цокольному перекрытию С подвалом или техподпольем | 0,9 1,0 1,0 0,8 | 0,8 0,9 1,0 0,7 | 0,7 0,8 0,9 0,6 | 0,6 0,7 0,8 0,5 | 0,5 0,6 0,7 0,4 |
| Примечания. 1. К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подолья, а при их отсутствии – помещения первого этажа. 2. При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент принимается с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице. |
Глубина заложения фундаментов отапливаемых зданий по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания назначается:
а) для наружных фундаментов: при грунтах скальных, крупнообломочных с песчаным заполнителем, песках гравелистых, крупных и средней крупности (т.е. непучинистых) – независимо от расчетной глубины промерзания; для остальных грунтов – не менее расчетной глубины промерзания;
б) для внутренних фундаментов – независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.
Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:
- фундаменты опираются на мелкие пески и исследованиями установлено, что они не имеют пучинистых свойств;
- предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов под подошвой фундаментов (теплоизолированные фундаменты и др.);
- обеспечена пространственная жесткость фундаментов (малоэтажные бесподвальные здания с ленточными фундаментами).
Проектирование фундаментов на естественном основании заключается в определении размеров подошвы фундаментов и глубины его заложения. Размеры подошвы определяют расчетом.
Глубина заложения фундаментов принимается с учетом:
- назначения, конструктивных особенностей проектируемого здания;
- нагрузок и воздействий на фундаменты;
- глубины прокладки инженерных коммуникаций;
- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
- инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия склонных к скольжению слоев и пр.);
- гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений;
- глубины сезонного промерзания грунтов.
Ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты устраивают в виде лент под стены зданий и по форме в плане они повторяют очертание стен. Ленточные фундаменты не только несущие конструкции, но и ограждающие помещений цокольного или подвального этажей.
По очертанию в профилю ленточный фундамент под каменную стену представляет собой в простейшем случае прямоугольник.
| Прямоугольный | Трапециевидный | Ступенчатый | Прямоугольный с подушкой |
 |  |  |  |
Прямоугольное сечение фундамента по высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта.
В большинстве случаев для передачи давления на основание, не превышающего нормативного давления на грунт, приходится уширять подошву фундамента.
Теоретической формой сечения фундамента с уширенной подошвой является трапеция. Уширение подошвы не должно быть большим во избежание появления растягивающих и скалывающих напряжений в выступающих частях фундамента и появления в них трещин.
Практически фундаменты делают ступенчатого сечения. В зданиях с подвалами сечение фундамента в пределах подвала устраивают прямоугольной формы с уширением ниже пола подвала, называемым подушкой.
Ширина бутовых фундаментов для обеспечения необходимой перевязки швов должна быть не менее 600 мм для кладки из рваного бута и 500 мм из бутовой плиты, а для бутобетонных фундаментов не менее 350 мм, при этом размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фундамента. Бутобетонные и бетонные фундаменты менее трудоемки, но требуют устройства опалубки и большего расхода цемента. Высота ступеней в фундаментах составляет обычно около 500 мм, ширина – от 150 до 200 мм.
Наиболее индустриальны сборные фундаменты из железобетонных плит-подушек и бетонных стеновых блоков. Применение сборных фундаментов позволяет значительно сократить сроки строительства и уменьшить трудоемкость работ.
Рис. 6.5. Ленточный сборный фундамент из крупных блоков
Плиты-подушечки изготавливают толщиной, преимущественно, 300 мм, шириной – от 600 до 3200 мм и длиной 1200, 2400 мм. Стеновые фундаментные блоки имеют размеры: высота 600 и 300 мм (доборные), ширина – 300, 400, 500 и 600 мм, длина – 600, 800, 900, 1200 и 2400 мм.
Блоки укладывают с перевязкой вертикальных швов, расстояние между которыми принимается не менее 0,4 высоты блока.
Для уменьшения количества типоразмеров фундаментных блоков по длине, а также для устройства вводов коммуникаций в теле ленточного фундамента оставляют проемы длиной не более 600 мм, которые впоследствии заполняют бетоном или кирпичом. При этом вышележащий блок должен перекрывать проем.
Под плиты-подушки устраивают выровненную песчаную подсыпку или укладывают слой тощего бетона толщиной 100 мм.
Для обеспечения пространственной жесткости фундаментов предусматриваются связи между продольными и поперечными стенами подвала перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы сеток из арматуры диаметром 8 или 10 мм.
В случае несовпадения расчетной ширины подошвы фундамента с шириной типовой железобетонной плитой устраивают прерывистые фундаменты – укладкой плит с промежутками и их заполнением песком или грунтом.
В практике малоэтажного строительства (в зданиях без подвала) все большее распространение получают фундаменты мелкого заполнения с основанием в виде песчаной (песчано-гравийной) подушки.
Обеспечение требуемой жесткости такими фундаментами достигается устройством монолитных железобетонных фундаментов.
Высота противопучинистой подушки зависит от глубины промерзания грунтов, степени их пучинистости, нагрузки на фундамент, допустимых для надфундаментной части здания деформаций.
а б
Рис. 6.6. Ленточные фундаменты: а – незаглубленный (фундамент-цоколь); б – мелкозаглубленный
Подушку укладывают слоями 150-200 мм с проливной водой и уплотнением.
В случаях, когда в слое сезонного промерзания имеются пучинистые грунты, способные воспринимать нагрузку от здания эффективным и экономически обоснованным является устройство поверхностных теплоизолированных фундаментов.
а б
Рис. 6.7. Мелкозаглубленные теплоизолированные фундаменты с теплоизоляционным элементом: а – под фундаментом; б – рядом с фундаментом
Их отличие от вышерассмотренных фундаментов мелкого заложения заключается в том, что под подошвой фундамента или рядом с ним укладывается специальный теплоизолирующий материал – эструдированный пенополистирол (ПСБС).
Под такими фундаментами грунт не промерзает и, как следствие, отсутствуют деформации подземных конструкций здания из-за пучения грунтов.
Переход от одной глубины заложения фундаментов к другой (на участке со значительным уклоном, при наличии подвала только под частью здания и др.) выполняется уступами.
Рис. 6.8. Схема устройства уступов при переходе от одной глубины заложения фундаментов к другой
В каменных фундаментах при плотных грунтах высота уступа должна быть не более 1 м, а расстояние между уступами – не менее их высоты. В малосжимаемых грунтах отношение высоты уступа к его длине должно быть меньше или равно 1/3, а в сильносжимаемых – 1/2. При этом высота уступа должна быть не более 0,5 м, в сборных фундаментах – 0,6 м.
При наличии уступов в ленточном фундаменте армированные швы должны перекрывать друг друга на разных уровнях не менее чем на 50 диаметров арматуры и больше удвоенного расстояния между швами по высоте. Точно так же армированные швы должны перекрывать проемы, имеющиеся в стенке фундаментов.
Если при подготовке основания в грунте обнаруживаются старые засыпанные колодцы, ямы, случайные слабые прослойки грунта, то во избежание неравномерной осадки фундаментов эти места нужно расчистить и заполнить кладкой, тощим бетоном или утрамбовать песком, а при возведении фундаментов над этими местами следует наложить армированные швы.
Столбчатые фундаменты
При незначительных нагрузках на фундамент, когда давление на грунт меньше нормального, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных зданий целесообразно заменять столбчатыми. Столбчатые фундаменты наименее трудоемкий и наиболее дешевый тип фундаментов. Они в 1,5-4 раза дешевле ленточных. Фундаментные столбы (бутобетонные, бетонные или железобетонные, монолитные и сборные) перекрывают железобетонными фундаментными балками (сборные или монолитные), на которых возводится стена. Расстояние между осями фундаментных столбов принимают 2,5-3 м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения наружных и внутренних стен. Для того чтобы устранить возможность выпирания фундаментной балки вследствие пучения расположенного под ней грунта, под ней устраивают подушку из песка или шлака толщиной не менее 0,5м.
Рис. 6.9. План столбчатых фундаментов
Свайные фундаменты
Для малоэтажных бесподвальных зданий свайные фундаменты применяются в случае залегания на поверхности слабых сильносжимаемых грунтов.
Свайный фундамент представляет собой ряд (ряды) свай, объединенных монолитным раствором.
В малоэтажных зданиях нагрузки на сваю как правило не превышают 150-200 кН. Поэтому наиболее эффективны сваи предварительно напряженные железобетонные сплошного сечения (250х250 и 300х300 мм) без поперчного армирования, пирамидальные сваи, забивные блоки и монолитные (буронабивные сваи).
Забивные сваи погружают в грунт забивкой, вибрированием или вдавливанием. Чаще всего применяют забивку сваебольными молотами. Погружение вибрированием осуществляется в насыщенные водой пески. Вдавливание сваи принимают в случаях, когда нельзя использовать динамические воздействия (вблизи существующих зданий особенно при песчаных и супесчаных грунтах, способных уплотняться от колебаний).
а б в
Рис. 6.10. Сборные железобетонные сваи: а – квадратного сечения без поперечного армирования; б – пирамидальная; в – забивной блок.
Буронабивные сваи выполняются из бетона, железобетона, грунтобетона, грунтоцемента, щебня, которые укладываются в скважину диаметром 0,5-0,8 м, глубиной погружения 1,5-2,0 м. При сыпучих грунтах стенки скважины закрепляют осадной трубой.
При проектировании свайных фундаментов малоэтажных зданий как правило сваи располагают в один ряд по геометрическим осям стен. В первую очередь сваи размещают в углах здания, в местах пересечения стен. Шаг свай в ряду определяют расчетом в зависимости от нагрузки и несущей способности свай и обычно принимается от 3 до 8 диаметров сваи.
Оптимальный шаг свай квадратного сечения – 1,5-1,8 м. Ширину монолитного железобетона принимают обычно равной ширине стены, но не менее 300 мм, а высоту – 400-500 мм.
Рис. 6.11. План фундамента со сборными сваями
Рис. 6.12. План фундамента с буронабивными сваями
Сплошные фундаменты
При неравномерных осадках, слабом грунте оснований, когда необходимо защитить подвал от проникновения грунтовой воды при высоком ее уровне, если пол подвала подвергается снизу большому гидростатическому давлению целесообразно применять монолитные или сборные плитные фундаменты под всей площадью возводимого здания.
В первом случае когда плита располагается в уровне планировочной отметки земли, плита «Подошва» имеет утолщенные ребра по контуру под несущие стены. Во втором случае (при наличии подвала) плиту укладывают на определенном заложении и прокладывают перфорированные дренажные трубы для отвода грунтовых вод.
а б
Рис. 6.13. Монолитные сплошные фундаменты: а – в уровне планировочной отметки земли; б – с глубоким заложением.
Для устройства плиты грунт уплотняют, производится засыпка гравием, щебнем толщиной не менее 100 мм, служащая дренажным слоем. По нему укладывают гидроизоляцию в виде полиэтиленовой пленки толщиной 0,15 мм. При повышенном уровне грунтовых вод выполняют более мощную гидроизоляцию – армированную битумную пленку, заложенную между двумя слоями полиэтилена. Гидроизоляция препятствует проникновению влаги в монолитную плиту.
В настоящее время накоплен большой опыт по возведению экономичных малозаглубленных фундаментов. Наиболее рациональным способом защиты пучинистого грунта от промерзания является устройство горизонтальной теплоизоляции, укладываемой внутри под фундаментами или рядом с ними по наружному периметру стен в отапливаемых зданиях, в неотапливаемых – с двух сторон наружных фундаментов. Ширину изоляционного слоя рекомендуется принимать не более величины, равной глубине сезонного промерзания грунтов.
Рис. 6.14. Горизонтальная теплоизоляция фундаментов
а б
в г
Рис. 6.15. Мелкозаглубленные сплошные фундаменты: а – с утеплителем внутри фундамента; б – с утеплителем снаружи фундамента; в – с утеплителем снаружи фундамента; г – с утеплителем с внутренней стороны фундамента
Самостоятельная работа №3
Тема:3.3. Понятие о естественных и искусственных основаниях.
3.4. Фундаменты и их классификация.
3.5. Подвалы. Защита подземной части здания от грунтовой сырости и грунтовых вод.
Количество часов: 2 часа.
Цели:
- закрепление полученных знаний о видах оснований и фундаментов;
- применение полученных знаний при решении типовых задач и выполнении чертежей;
- развитие активного репродуктивного воображения;
- развитие оперативной памяти.
Методические указания:
I. Прочитать теоретическую часть.
II. Выполнить самостоятельно контрольные задания с 1 по 5.
III. Ответить на вопросы для самоконтроля.
I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных его частей и передающим ее на основание. Фундаменты зданий должны быть прочными, устойчивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента, долговечными, экономичными и индустриальными.
Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называется поверхностью фундамента, или обрезом, а нижняя его плоскость, соприкасающаяся с основанием, - подошвой фундамента. Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называют глубиной заложения фундамента.
2) по характеру работы под нагрузкой;
3) по глубине заложения;
4) по конструктивным схемам:
· ленточные – в виде непрерывной ленты под все несущие стены здания – для бескаркасных зданий и зданий с неполным каркасом;
· столбчатые – в виде отдельных опор под колонны в каркасных зданиях и в зданиях с неполным каркасом;
· сплошные – в виде сплошной монолитной железобетонной плиты под всей плоскостью здания;
· свайные фундаменты – в виде железобетонных и других стержней, забитых в грунт.
II. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Задача №1.Пользуясь вертикальными отметками, определите глубину заложения подошвы фундамента и обозначьте ее на схеме 2.
Схема 2
Задача №2.Определите отметку подошвы фундамента при заданной глубине заложения фундамента, ГЗФ = 1800 мм., и обозначьте ее на схеме 3.
Схема 3
Задача №3.Классифицируйте фундаменты, изображенные на схемах 4-6, по материалу, по способу возведения.
| Схема 4 | Схема 5 | Схема 6 |
 |  |  |
Задача №4.Определите размеры элементов ленточного фундамента при заданной толщине опирающейся на него стены, учитывая материал фундамента.
Материал фундамента – бутовый камень; бутобетон; бетон.
Толщина стены – 510 мм.
Покажите это на чертежах.
Место для чертежей.
Задача №5.Назовите конструкции фундаментов, изображенных на схемах 7-11.
Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы фундамента называется
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
УСТРОЙСТВО БЕТОННОЙ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЖИЛОГО СТРОЕНИЯ
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Типовая технологическая карта (ТТК) составлена на устройство бетонной подошвы фундамента.
ТТК предназначена для ознакомления рабочих и инженерно-технических работников с правилами производства работ, а также с целью использования при разработке проектов производства работ, проектов организации строительства, другой организационно-технологической документации.
2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Ленточные фундаменты мелкого заложения
Фундаменты мелкого заложения могут применяться для любых зданий и сооружений и инженерно-геологических условий. Однако при наличии в основании слабых слоев грунта выбор типа фундамента (мелкого или глубокого заложения) должен определяться на основе технико-экономического сравнения вариантов.
Основными частями фундамента являются: обрез; подошва, боковая поверхность и ступени. Верхняя плоскость фундамента, на которую опираются надземные конструкции, называется обрезом фундамента. Нижняя плоскость, через которую передается нагрузка на основание, называется подошвой. Вертикальные плоскости образуют боковую поверхность.
Расстояние от поверхности планировки до подошвы называется глубиной заложения. Высота фундамента определяется расстоянием от подошвы фундамента до его обреза. За ширину подошвы фундамента принимается ее наименьший размер, а за длину - ее больший размер.
Фундаменты под колонны могут иметь одну или несколько ступеней. Верхняя часть такого сборного фундамента имеет подколонник. Место в подколоннике, в которое устанавливается колонна, называется стаканом.
Вертикальная часть наружного ленточного фундамента образует фундаментную стену.
Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность и деформации основания, не превышающие предельных по условиям нормальной эксплуатации.
Глубина заложения фундаментов определяется:
а) конструктивными особенностями зданий или сооружений (например, жилое здание с подвалом или без него), нагрузок и воздействий на их фундаменты;
б) глубиной заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубиной прокладки инженерных коммуникаций;
в) инженерно-геологическими условиями площадки строительства (физико-механические свойства грунтов, характер напластования и пр.);
г) гидрогеологическими условиями площадки и возможными их изменениями в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений;
д) глубиной сезонного промерзания грунтов.
Глубина заложения фундаментов исчисляется от поверхности планировки или пола подвала до подошвы фундамента (рис.2), а при наличии бетонной подготовки - до ее низа.
При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется:
а) предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта не менее чем на 10-15 см;
б) избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта, если его прочностные и деформационные свойства значительно хуже свойств подстилающего слоя грунта;
в) стремиться, если это возможно, закладывать фундаменты выше уровня грунтовых вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ.
Фундаменты здания рекомендуется закладывать на одной отметке. Однако, если здание состоит из нескольких отсеков, то для ленточных фундаментов допускается применение различной глубины их заложения. При этом переход от более заглубленной части к менее заглубленной должен выполняться уступами. Уступы должны быть не круче 1:2, а высота уступа - не более 60 см.
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) под открытой, оголенной от снега поверхностью горизонтальной площадки при уровне грунтовых вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
Подошва традиционного монолитного ленточного фундамента представляет собой платформу из железобетона, предназначенную для равномерного распределения нагрузки, которую создаёт фундамент дома на грунт. Ширина подошвы обычно как минимум в два раза превышает ширину фундамента. В США сооружения подошвы требуют большинство местных строительных норм и правил для установки фундаментов на рыхлых песчаных и илистых грунтах.
Читайте также: