Верхняя плоскость фундамента называется

Обновлено: 18.05.2024

Фундамент. Конструктивные решения жилого дома

Фундаменты – подземные несущие конструкции, предназначенные для передачи и распределения нагрузки от здания на основание.

Верхняя плоскость фундамента, на которую опираются стены и другие элементы, называется обрезом.

Плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называется подошвой фундамента.

Расстояние от уровня поверхности земли до подошвы фундамента называется глубиной заложения фундамента.

К фундаментам предъявляют следующие требования: прочность и устойчивость, сопротивление влиянию воды и мороза, индустриальность изготовления, экономичность.

По конструкции фундаменты бывают: ленточные, столбчатые, плитные, свайные.

Ленточный фундамент выполнен в виде заглубленных в землю лент, на которые передается нагрузка от несущих конструктивных элементов дома, таких как стены, колонны. Ленты опираются на распределительные подушки, так называемые фундаментные плиты. Это дает возможность передать усилия от стен и колонн на большую площадь грунта и позволяет использовать грунт без особых подготовок к работе.

Ленточный фундамент приемлем как фундамент одноэтажного дома или фундамент для двухэтажного дома с подвалом или без подвала, с несущими многослойными стенами или стенами из кирпича и железобетонными перекрытиями. Давление под подошвой фундамента – от 10 т/м 2 .

По типу исполнения ленточные фундаменты бывают:

сборные – выполняются из железобетонных типовых блоков (прил. 1), произведенных на заводе и смонтированных на строительной площадке при помощи крана. Состоят из нескольких рядов блоков, нижний ряд блоков имеет трапециевидную форму (рис. 36, а, б);
монолитные – выполняются непосредственно на строительной площадке (рис. 36, в).

По типу материала разделяются:

на бутобетонные – из бетона с крупным заполнителем (крупный гравий, кирпичный бой, мелкие валуны);
железобетонные – из бетона классов В15–В30 и арматуры. Такие виды ленточных фундаментов могут быть применены под тяжелые здания с массивными несущими стенами из глиняного кирпича (толщиной от 380 мм) и многослойными стенами (толщиной от 400 мм);
кирпичные – из глиняного полнотелого кирпича марок М100– М200 на цементно-песчаном растворе марок М50–150. Применяются, если нет возможности вести монолитно-опалубочные работы, под здания со стенами из керамического кирпича, здания до 5 этажей.

а – ленточный из кирпича

б – ленточный сборный

в – ленточный монолитный

Рис. 36. Ленточные фундаменты по типу исполнения

Столбчатый фундамент представляет собой столб, погруженный на нужную по инженерным соображениям глубину, или погруженный в пробуренную скважину бетон. Сверху столбы соединяют железобетонными фундаментными балками (рандбалками). Столбчатые фундаменты характерны для небольших индивидуальных домов до 2 этажей, возведенных из дерева или со стенами из легких материалов, объемным весом не больше 1000 кг/м 3 . Столбчатый фундамент также применяется для каркасных объектов и как фундамент для небольшого дачного дома. Этот вид фундамента используют на грунтах, которые не подвержены температурным деформациям (пучение).

По типу исполнения столбчатые фундаменты бывают монолитные из бетона классов В10–В20 и сборные.

Материалом для исполнения столбов может служить:

дерево (обработанная сосна или дуб классов 1–2); применяются под небольшие деревянные здания, дачные домики, бани;
глиняный кирпич на цементно-песчаном растворе; применимы для кирпичных зданий до 2 этажей;
камень (природный камень высокой прочности); применяются под кирпичные здания с тяжелыми конструкциями;
бетон классов В15–В25 с армированием арматурными каркасами; применяются под тяжелые здания выше 1–2 этажей, бесподвальные здания, также под промышленные сооружения.

Достоинство данного вида фундамента – стоимость ниже на 30 % в сравнении со сборным железобетонным фундаментом. Недостаток – невысокие прочностные характеристики.

Общий вид столбчатого фундамента представлен на рис. 37.

Рис. 37. Столбчатый фундамент

Плитный фундамент имеет вид заглубленной, уложенной на грунт армированной железобетонной плиты. Толщина плиты варьируется от 30 до 100 см, плита армируется арматурой диаметром от 12 до 25 мм. Под плиту выполняют подготовку из малопрочного бетона класса В7,5 или песка для выравнивания подстилающего грунта.

Плитный вид фундамента позволяет перераспределить нагрузки по всей площади плиты и воспринимать как вертикальные, так и горизонтальные деформации, применяться на слабых грунтах, таких как водонасыщенные пески, плывуны, насыпные грунты, при неравномерности сжимаемости грунта и т. д.

Характерен для зданий выше 2–3 этажей с нагрузкой под подошвой фундамента от 20–25 т/м 2 . Выполняется только в монолитном виде из бетона классов В15–В25. Также, в случае если дом имеет сложную форму в плане или большую длину, необходимо применять деформационные швы (швы, которыми разрезается плита на отдельные куски меньшего размера).

Таким образом, части плиты будут работать как одно целое и при этом в случае неравномерных осадок плиты в ней не возникнет трещин и не уменьшится несущая способность. Из недостатков такого фундамента можно выделить то, что он является наиболее дорогим видом, так как значительно повышены расход материалов и затраты на монтаж. Преимуществом же плитного фундамента является то, что здание стоит на единой и жесткой плите, что практически исключает возможность появления трещин и деформаций.

Общий вид плитного фундамента представлен на рис. 38.

Рис. 38. Плитный фундамент

Свайный фундамент выполняют из отдельных свай или группы свай, объединенных сверху бетонной или железобетонной плитой или балкой, называемой ростверком. Свайные фундаменты устраивают в случаях, когда необходимо передать на слабый грунт значительные нагрузки или же пронзить слабый грунт и опереть на более прочный. Свайные фундаменты целесообразны, если на значительную глубину залегают слабые грунты: песчаные рыхлые, водонасыщенные пески, просадочные грунты. Сваи применяются для больших и мощных зданий с нагрузкой на обрезе фундамента от 15–25 т/м 2 .

По материалу различают следующие виды свайных фундаментов:

железобетонные – из армированного бетона классов В10–В20, применяемые для тяжелых зданий с конструкциями из железобетона;
деревянные – из защищенной и обработанной сосны, применяются для легких деревянных зданий до 2 этажей;
металлические – из металлических труб, применяемые также для тяжелых зданий при невозможности использования железобетонных свай;
комбинированные – из металла и бетона, применяются для тяжелых зданий больше 3 этажей в сложных инженерно-геологических условиях. Например, в болотистых или рыхлых грунтах.

По типу изготовления сваи бывают (рис. 39):

забивные – забиваются специальными машинами (копер). Применимы, только когда строительство ведется на неосвоенной территории, когда рядом нет зданий (ударные нагрузки от забивания сваи могут разрушить конструкции соседних зданий);
набивные – в пробуренную скважину подается бетон;
вдавливаемые – при помощи гидравлических насосов свая под высоким давлением вдавливается в грунт. Набивные и вдавливаемые сваи предназначены для устройства в стесненных условиях, их можно устраивать, если рядом есть старые здания, применяются под крупные тяжелые здания с железобетонными и кирпичными конструкциями;
винтовые – сваи, имеющие резьбу на конце в виде лопасти (диаметр лопасти – 3–3,5 диаметра сваи), специальной машиной завинчиваются в грунт, как шуруп. Винтовые сваи применяют для опор мостов, фундаментов мачт, башен, опор линий электропередачи. Винтовые сваи могут быть заложены в любые грунты. Это достаточно дорогой вид фундамента из-за необходимости привлечения специальной техники для транспортировки и устройства сваи. Положительная сторона – уменьшаются объемы земляных работ, материалоемкость.

а – забивная свая

б – набивная свая

в – вдавливаемая свая

г – винтовая свая

Рис. 39. Типы свай

1. Проектирование фундамента

По ходу выполнения курсового проекта студентам необходимо запроектировать сборный ленточный фундамент. Проектирование заключается в определении глубины заложения фундамента, построении плана фундамента, выполнении раскладки фундаментных блоков. Глубину заложения рассчитывают согласно СНБ 5.01.01–99 «Основания и фундаменты зданий и сооружений», раскладку выполняют 1-го и 2-го ряда сборного фундамента.

Глубина заложения фундамента

Глубина заложения фундамента должна приниматься с учетом назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, влияния расположенных вблизи сооружений и инженерных коммуникаций, инженерно-геологических, гидрогеологических, геоэкологических условий площадки строительства и возможных их изменений, в том числе изменения глубины сезонного промерзания грунтов.

Нормативная глубина сезонного промерзания d_fn определяется по данным многолетних наблюдений региональных метеостанций за глубиной промерзания и принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин промерзания за 10 лет наблюдений на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания. При отсутствии данных многолетних наблюдений нормативную глубину сезонного промерзания следует определять по формуле (2) пункта 6.5 П-9 к СНБ 5.01.01–99:

где d₀ – величина, м; принимается для суглинков и глин равной 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средних – 0,30; крупнообломочных грунтов – 0,34. При неоднородной толще грунтов в пределах глубины промерзания определяется как средневзвешенная величина;

М_t – сумма абсолютных значений среднемесячных температур за зиму, °С; принимается равной для областей: Брестской – 10,2; Витебской – 23,6; Гомельской – 9,3; Гродненской – 13,0; Минской – 20,0; Могилевской – 22,3.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов d_f определяется по формуле (1):

где k_n – коэффициент влияния теплового режима сооружения на промерзание грунта у фундамента, принимаемый для ленточных фундаментов наружных стен отапливаемых сооружений по табл. 7; для ленточных фундаментов наружных стен неотапливаемых сооружений и внутренних стен сооружений равным 1,1;

d_fn – нормативная глубина сезонного промерзания грунтов, определяемая по табл. 2 прил. 2.

Таблица 7. Значения коэффициента kn

температуре воздуха в помещении,

Пример 1. Расчет глубины заложения фундамента

Определить глубину заложения ленточного сборного фундамента под жилой дом в г. Горки.

Грунт основания – легкий суглинок.

d₀ для суглинков – 0,23, М_t для Могилевской области – 22,3 °С.

k_n для ленточных фундаментов наружных стен отапливаемых сооружений (пол на лагах по грунту) – 0,7.

Определяем нормативную глубину промерзания связных грунтов для Могилевской области по формуле (2) пункта 6.5 П-9 к СНБ 5.01.01–99:

Расчетная глубина промерзания грунтов при учете теплового влияния для ленточных фундаментов наружных стен отапливаемых зданий определяется по формуле (5.1) пункта 5.7 СНБ 5.01.01–99:

В пункте 4.1.1 сказано, что расстояние от пола жилых комнат до уровня земной поверхности должно составлять не менее 0,6 м. Данное расстояние называется цоколем.

Цоколь – нижняя часть наружной стены здания, расположенная непосредственно на фундаменте, или верхняя надземная часть ленточного фундамента. Цоколь выполняется из того же материала, что и фундамент, в нашем случае это фундаментный блок стеновой. Запроектируем цоколь из одного ряда фундаментных блоков. Так как высота блока равна 600 мм, то высота цоколя тоже будет равна 600 мм.

Согласно нормам строительства, для того чтобы противостоять силам морозного пучения, подошву необходимо заглублять на 15–20 см ниже уровня промерзания для грунта. При выполнении этого условия фундамент называют «глубокого заложения», или «заглубленный». По расчету глубина промерзания грунта равна 0,76 м, тогда минимальная глубина заложения составит 0,96 м. Исходя из размеров элементов сборного ленточного фундамента (ФБС), увеличим глубину заложения до 1,2 м, что соответствует высоте двух блоков ФБС, Н = 600 мм (прил. 1).

Принимаем глубину заложения ленточного сборного фундамента для строительства в г. Горки равной 1,2 м (рис. 40).

Рис. 40. Основные размеры фундамента

2. Разработка плана фундамента

Ленточный фундамент закладывают под все внутренние и наружные стены застройки, сохраняя одинаковую форму поперечного сечения по всему периметру фундамента.

Для построения плана фундамента студенту необходимо иметь следующие данные:

План жилого дома с привязкой внутренних и наружных стен.
Толщина внутренних и наружных стен.
Глубина заложения фундамента.

При разработке плана фундамента следует учесть то, что привязка фундамента к разбивочным осям может отличаться от привязки стен дома. Величина привязки фундамента зависит от вида конструкции цоколя. По отношению к наружной стене цоколь может быть западающим, выступающим, находиться в одной плоскости со стеной (рис. 41).

Рис. 41. Виды цоколя: а – выступающий цоколь; б – цоколь в одной плоскости со стеной; в – западающий цоколь; 1 – стена; 2 – гидроизоляция; 3 – надземная часть фундамента

Западающий цоколь наиболее распространен и более защищен от механических повреждений, от дождя, косых дождей, обеспечивает быстрый сток воды со стен, так как он находится глубже стены. Он более экономичен: имеет меньшую толщину (см. рис. 41), т. е. меньше нужно строительных материалов. Этот вид цоколя не требует слива и выглядит эстетично, так как выступ скрывает слой гидроизоляции.

Устройство выступающего цоколя оправдано, если в доме тонкие наружные стены, а также, если есть теплое подполье (подземный этаж, подвал). Такой цоколь шире, чем наружные стены. Выступающий цоколь больше, чем западающий, подвергается и механическим воздействиям, и атмосферным, так как выступает вперед. У выступающего цоколя нужно делать защиту гидроизоляции и слив по периметру здания.

Цоколь, устроенный в створе стены, т. е. на одном уровне с ней, не рекомендуется, так как гидроизоляционное покрытие остается открытым и незащищенным от внешних воздействий. При такой конструкции материал гидроизоляции виден снаружи и выглядит не эстетично.

Пример 2. Построение плана фундамента

В качестве основы взят план жилого дома из примера 3 (см. рис. 35).

Толщина внутренней стены – 300 мм, толщина наружной стены – 390 мм. Фундамент сборный ленточный.

Исходя из ближайшего размера ширины фундаментных блоков (прил. 11), проектируем фундамент по периметру здания под наружными несущими и самонесущими стенами толщиной 400 мм, под внутренними стенами толщиной 300 мм, под вентиляционным стояком – 400 мм.

Определяем величину привязки фундамента, для этого необходимо сначала выбрать вид цоколя. Так как западающий цоколь наиболее приемлем для жилого дома, берем его конструкцию за основу. Для определения привязки фундамента необходимо знать две величины: привязку стен; величину выступа стены за наружную плоскость надземной части фундамента.

В нашем случае привязка наружных несущих стен – 150 мм, наружных самонесущих стен – нулевая, внутренних стен – 150 мм (центральная).

Величина выступа стены за наружную плоскость надземной части фундамента принимается равной 50 мм.

Тогда привязку фундамента П_фунд для наружных стен можно определить по формуле

где В_фунд – ширина фундамента; В_стен – ширина стены; П_стен – привязка стены; ∆ – величина выступа стены за наружную плоскость надземной части фундамента.

Получаем привязку под несущую наружную стену – 210 мм, под самонесущую наружную стену – 60 мм. Привязка фундамента под внутренние стены – центральная и также составляет 150 мм, так как толщина внутренней стены и толщина фундамента под эту стену одинаковая (рис. 42).

Рис. 42. Схемы к определению привязки фундамента

Общий вид западающего цоколя показан на рис. 43.

Рис. 43. Западающий цоколь

Зная привязку фундамента, переходят к построению плана фундамента (рис. 44).

Рис. 44. План ленточного фундамента

После построения плана фундамента необходимо выполнить раскладку фундаментных блоков.

Пример 3. Раскладка фундаментных блоков

При проектировании сборного фундамента необходимо выполнить раскладку блоков 1-го и 2-го ряда с учетом перевязки блоков. При наличии 3-го и последующих рядов производят дублирование, т. е. выполняют раскладку 3-го ряда аналогично раскладке 1-го, 4-го ряда аналогично раскладке 2-го и т. д.

В малоэтажном строительстве обычно ограничиваются применением блоков ФБС без плит-подушек.

Фундаментные блоки выпускают длиной 2400, 1200, 900 мм.

Раскладку следует начинать с расположения блоков в углах здания и на пересечениях стен.

Раскладка блоков 1-го ряда приведена на рис. 45.

Рис. 45. Раскладка 1-го ряда фундаментных блоков

Раскладку 2-го ряда выполняют с перевязкой вертикальных швов, глубина которой должна быть не менее 0,4 высоты блока при малосжимаемых грунтах (рис. 46, а) и не менее высоты блока при сильносжимаемых, просадочных и набухающих грунтах (рис. 46, б).

Например, при высоте блока 600 мм минимальная глубина при варианте а (рис. 46) 0,4h = 240 мм, при варианте б (рис. 46) h = h = 600 мм.

Рис. 46. Минимальная глубина перевязки вертикальных швов фундаментных стеновых блоков: а – при малосжимаемых грунтах; б – при сильносжимаемых грунтах

Раскладка блоков 2-го ряда приведена на рис. 47.

Рис. 47. Раскладка 2-го ряда фундаментных блоков

Общий вид стены фундамента из ФБС показан на рис. 48.

Рис. 48. Сборный ленточный фундамент

Все элементы сборного фундамента заносятся в специальную таблицу – спецификацию. Пример заполнения спецификации элементов фундамента приведен в табл. 8.

Таблица 8. Спецификация элементов фундаментов

Поз. – позиция на чертеже.

Обозначение – серия Б1.016.1-1; выпуск 1.98; СТБ 1076–97 «Конструкции бетонные и железобетонные фундаментов».

Наименование – по прил. 1.

Количество, шт. – количество блоков позиции 1, используемых в фундаменте.

Масса, ед., кг – по прил. 1.

ПРИЛОЖЕНИЯ:

Фундаментные блоки. Серия Б1.016.1-1

Эскиз изделия

№	Наименование	L, см	B, см	H, см	Масса, кг
1	ФБС-9-3-6т	88	30	58	350
2	ФБС-9-4-3т	88	40	28	220
3	ФБС-9-4-6т	88	40	58	470
4	ФБС-9-5-3т	88	50	28	280
5	ФБС-9-5-6т	88	50	58	590
6	ФБС-9-6-3т	88	60	28	350
7	ФБС-9-6-6т	88	60	58	700
8	ФБС-12-3-3т	118	30	28	264
9	ФБС-12-3-6т	118	30	58	460
10	ФБС-12-4-3т	118	40	28	310
11	ФБС-12-4-6т	118	40	58	640
12	ФБС-12-5-3т	118	50	28	390
13	ФБС-12-5-6т	118	50	58	790
14	ФБС-12-6-3т	118	60	28	460
15	ФБС-12-6-6т	118	60	58	960
16	ФБС-24-3-6т	238	30	58	970
17	ФБС-24-4-6т	238	40	58	1300
18	ФБС-24-5-6т	238	50	58	1630
19	ФБС-24-6-6т	238	60	58	1960

Табл. 1. Список административных районов Республики Беларусь с привязкой к метеостанциям

Как называются основные элементы фундамента мелкого заложения?

Основными частями фундамента являются: обрез; подошва, боковая поверхность и ступени (рис.Ф.9.2,а). Верхняя плоскость фундамента, на которую опираются надземные конструкции (2), называется обрезом (3) фундамента. Нижняя плоскость, через которую передается нагрузка на основание, называется подошвой (4). Вертикальные плоскости образуют боковую поверхность.

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.

Фундаменты и их конструктивные решения

Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных его частей и передающим ее на основание. Фундаменты должны удовлетворять требованиям прочности, устойчивости, долговечности, технологичности устройства и экономичности.

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием, – подошвой.

Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называется глубиной заложении фундамента, которая должна соответствовать глубине залегания слоя основания. При этом необходимо также учитывать глубину промерзания грунта (рис.4.1). Если основание состоит из влажного мелкозернистого грунта (песка мелкого или пылеватого, супеси, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта.

Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта; ее назначают не менее 0,5 м от уровня земли или пола подвала. На рис.4.1 приведены изолинии нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов.

В непучинистых грунтах (крупнообломочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов также не зависит от глубины промерзания, однако она должна быть не менее 0,5 м, считая от природного уровня грунта при планировке подсыпкой и от планировочной отметки при планировке участка срезкой.

Рис.4.1 – Определение глубины заложения фундаментов: а – схема: 1 – подошва фундамента; 2 – тело фундамента; 3 – отметка глубины заложения фундамента; 4 – отметка глубины промерзания грунта; 5 – отметка уровня грунтовых вод; 6 – планировочная отметка; 7 – стена; 8 – уровень пола I этажа; 9 – обрез фундамента; h_ф – глубина заложения фундамента; b – ширина подошвы фундамента; б – карта нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов

По конструктивной схеме фундаменты могут быть: ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн (рис.4.2, а, б); столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (колонны или столбы), а в ряде случаев и под стены (рис.4.2, в, г); сплошные, представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью и применяемые при особо больших нагрузках на стены или отдельные опоры, а также недостаточно прочных грунтах в основании (рис.4.2, д, е); свайные в виде отдельных погруженных в грунт стержней с целью передачи через них на основание нагрузок от здания (рис.4.2, ж).

Рис.4.2 – Конструктивные схемы фундаментов:

а – ленточный под стены; б – то же под колонны; в – столбчатый под стены; г – отдельный под колонну; д – сплошной безбалочный; е – сплошной балочный; ж – свайный; 1 – стена; 2 – ленточный фундамент; 3 – железобетонная колонна; 4 – железобетонная фундаментная балка; 5 – столбчатый фундамент; 6 – ростверк свайного фундамента; 7 – железобетонная фундаментная плита; 8 – сваи

По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жесткие, материал которых работает преимущественно на сжатие и в которых не возникают деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб. Для устройства жестких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бетона. Для гибких фундаментов используют в основном железобетон.

Ленточные фундаменты. По очертанию в профиле ленточный фундамент под стену в простейшем случае представляет собой прямоугольник. Его ширину устанавливают немного больше толщины стены, предусматривая с каждой стороны небольшие уступы по 50-150 мм. Однако прямоугольное сечение фундамента на высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта.

По способу устройства ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные.

Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные (рис.4.3). Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м – из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет обычно около 0,5 м, ширина – от 0,15 до 0,25 м.

Устройство монолитных бутобетонных, бетонных и железобетонных фундаментов требует проведения опалубочных работ. Кладку бутовых фундаментов производят на сложном или цементном растворе с обязательной перевязкой (несовпадением) вертикальных швов (промежутков между камнями, заполняемых раствором).

Рис.4.3 – Ленточные монолитные фундаменты под кирпичную стену: а – бутовый фундамент; б – бутобетонный

Монолитные бутовые фундаменты не отвечают требованиям современного строительства, для их устройства трудно механизировать работы. Бутовые и бутобетонные фундаменты являются трудоемкими при возведении и поэтому применяются в основном в районах, где бутовый камень является местным материалом.

Более эффективными являются бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления (рис.4.4), которые в настоящее время имеют наибольшее распространение. При их устройстве трудовые затраты на строительство уменьшаются вдвое. Их можно возводить и в зимних условиях без устройства обогрева.

Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при песчаных грунтах или на песчаную подготовку толщиной 100-150 мм, которая должна быть тщательно утрамбована.

Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщина которых принимается равной 20 мм (рис.4.5). Вертикальные колодцы, образующиеся торцами блоков, тщательно заполняют раствором. Связь между блоками продольных и угловых стен обеспечивается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром 6-10 мм.

Рис.4.4 – Элементы сборных бетонных и железобетонных фундаментов: а – бетонный блок сплошной; б – то же, пустотелый; в – блок-подушка сплошная; г – то же, ребристая; 1 – монтажные петли

Рис.4.5 – Ленточный сборный фундамент из крупных блоков: а – разрез и фрагмент раскладки конструкций фундамента; б – общий вид; 1 – армированный пояс; 2 – стена; 3 – фундаментный блок; 4 – блок-подушка; 5 – участок, бетонируемый по месту; 6 – песчаная подготовка

Блоки-подушки изготавливают толщиной 300 и 400 мм и шириной от 1000 до 2800 мм, а блоки-стенки – шириной 300,400, 500 и 600 мм, высотой 580 и длиной 780 и 2380 мм.

При строительстве крупнопанельных зданий и зданий из объемных блоков применяют фундамент, состоящий из железобетонной плиты толщиной 300 мм и длиной 3,5 м и установленных на них панелей, представляющих собой сквозные безраскосные железобетонные формы, имеющие толщину 240 мм и высоту, равную высоте подвального помещения. Соединяют элементы между собой с помощью сварки закладных стальных деталей.

В местах пропуска различных трубопроводов (водопровода, канализации и др.) в монолитных фундаментах предусматривают соответствующие отверстия, а в сборных между блоками – необходимые зазоры с последующей их заделкой.

Столбчатые фундаменты. При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными и железобетонными (рис.4.6, а). Расстояние между осями фундаментных столбов принимают 2,5-3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять и 6,0 м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками. Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных – 0,6х0,6 м; бетонных – 0,4х0,4 м.

Рис.4.6. Столбчатые фундаменты:

1 – железобетонная фундаментная балка; 2 – подсыпка; 3 – отмостка; 4 – гидроизоляция; 5 – кирпичный столб; 6 – блоки-подушки; 7 – железобетонная плита; 8 – железобетонная колонна; 9 – башмак стаканного типа; 10 – плита; 11 – блок-стакан

Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4-5 м), когда устраивать ленточный фундамент нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов.

Столбы перекрывают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5-0,6 м. Если при этом нужно утеплить пристенную часть пола, подсыпку выполняют из шлака или керамзита.

Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий (рис.4.6, б, в, г). Сборные фундаменты под железобетонные колонны могут состоять из одного железобетонного башмака стаканного типа (рис.4.6, д) или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним (рис.4.6, е).

Сплошные фундаменты возводят в случае, если нагрузка, передаваемая на фундамент, значительная, а грунт слабый. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания. Для выравнивания неравномерностей осадки от воздействия нагрузок, передаваемых через колонны каркасных зданий, в двух взаимно перпендикулярных направлениях применяют перекрестные ленточные фундаменты (рис.4.7, а). Их делают из монолитного железобетона. Если балки достигают значительной ширины, то их целесообразно объединять в сплошную ребристую или безбалочную плиту (рис.4.7, б, в). При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышенной этажности. Сплошные фундаменты применяют также в том случае, если пол подвала испытывает значительный подпор грунтовых вод.

В практике строительства под инженерные сооружении (телевизионные башни, дымовые трубы и др.) применяют сплошные фундаменты коробчатого типа. Свайные фундаменты используют при строительстве на слабых сжимаемых грунтах, а также в случаях, когда достижение естественного основания экономически или технически нецелесообразно из-за большой глубины его заложения. Кроме того, эти фундаменты применяют и для зданий, возводимых на достаточно прочных грунтах, если использование свай позволяет получить более экономическое решение.

Рис.4.7 – Сплошные фундаменты: 1 – колонна; 2 – железобетонная лента; 3 – железобетонная плита; 4 – бетонная подготовка

По способу передачи вертикальных нагрузок от здания на грунт сваи подразделяют на сваи-стойки и сваи висячие. Сваи, проходящие сквозь слабые слои грунта и опирающиеся своими концами на прочный грунт, называются сваями-стойками (рис.4.8, а), а сваи, не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом, называются висячими (рис.4.8, б, в).

По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По материалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготавливают непосредственно на строительной площадке в грунте.

В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами.

Поверху железобетонные и металлические сваи объединяются между собой железобетонным ростверком, который может быть сборным или монолитным. При деревянных сваях ростверк также выполняют из дерева.

Рис.4.8 – Виды свайных фундаментов:

Выбор того или иного вида фундамента осуществляют в результате технико-экономического сравнения.

Глава 4. КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Фундаментом называется часть здания или сооружения, преимущественно подземная, которая воспринимает нагрузки от сооружения и передает их на естественное или искусственное основание, сложенное грунтами.

Фундаменты могут быть мелкого и глубокого заложения. Отличительные особенности фундаментов мелкого заложения заключаются в следующем:

– нагрузка на основание передается преимущественно через подошву фундамента;
– соотношение размеров (высоты h_f и ширины b ) не превышает 4, что позволяет рассматривать такие фундаменты как жесткие конструкции; при их повороте в работу включается боковая поверхность фундамента;
– фундаменты устраивают в отрытых котлованах или в полостях заданной формы, создаваемых в массиве грунта.

Фундаменты мелкого заложения могут применяться для любых сооружений и в любых инженерно-геологических условиях.

Тип фундамента — мелкого или глубокого заложения, так же как и его конструкция, определяется на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом инженерно-геологических условий площадки, вида сооружений, размера и характера нагрузок, производственных возможностей строительной организации. Фундаменты могут выполняться в монолитном варианте непосредственно в котловане или в сборном варианте из заранее изготовленных на заводе элементов.

Рис. 4.1. Схемы фундаментов а — отдельного; б — ленточного; 1 — фундамент; 2 — колонна; 3 — стена

Верхняя плоскость фундамента, на которую опираются надземные конструкции, называется обрезом, а нижняя плоскость, соприкасающаяся с основанием — подошвой (рис. 4.1). За ширину фундамента принимают наименьший размер подошвы b , а за длину — наибольший ее размер l [1]. Высота фундамента h_f есть расстояние от подошвы до обреза. Расстояние от поверхности планировки до подошвы фундамента является глубиной заложения d . В железобетонных фундаментах нижняя плоская или ступенчатая часть называется плитной, а верхняя — фундаментной стеной у ленточных фундаментов или подколонником у столбчатых фундаментов. Пространство в верхней части подколонников, служащее для установки колонны, называется стаканом. В отдельных случаях надземная стена или колонна сооружения могут опираться непосредственно на плитную часть. Ширина фундаментов по обрезу принимается, как правило, больше толщины стены, а ширина подошвы определяется расчетом. Глубина заложения назначается по конструктивным соображениям, а также исходя из условий промерзания или напластования грунта с учетом расположения уровня подземных вод.

Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий

Фундаменты могут быть жесткими, в нижней части которых не возникает растягивающих напряжений, и гибкими, в плитной части которых возникают деформации изгиба, что требует применения арматуры.

Ленточный фундамент и его применение

Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая давление от этих нагрузок на основание. Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения , называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием, — подошвой фундамента.

В зависимости от типа конструкции различают ленточные, столбчатые, сплошные (плитные) и свайные фундаменты, в зависимости от технологии возведения — сборные и монолитные, мелкого заложения (до 5 м от поверхности земли) и глубокого (более 5 м). Бетон и железобетон являются основными материалами для возведения фундаментов. В массовом жилищном строительстве в основном применяются сборные железобетонные элементы.

Определяющими факторами при выборе того или иного вида фундамента являются, прежде всего, тип дома (кирпичный одноэтажный, кирпичный более 2-х этажей, дом из пенобетона, легкий каркасный или щитовой и т.д.) который определяет вес сооружения и его давление на грунт, вид грунта на котором вы собираетесь строить, глубина сезонного промерзания, уровень грунтовых вод.

Экономические соображения тоже играют немаловажную роль. Например, зачем делать массивный ленточный или сплошной фундамент на не пучинистом грунте для строительства каркасного дома без подвала. Разница в стоимости и трудоемкости между различными видами фундамента очень существенная. В данной статье речь пойдет о ленточных фундаментах.

Итак, ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно загруженную вышележащими стенами или же колоннами каркаса. Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на основание очень важна, когда на строительной площадке имеются неоднородные по сжимаемости грунты, а также порсадочные или слабые грунты с прослойками. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.

Сборные фундаменты в зависимости от строительной системы здания монтируют из различных конструктивных элементов. Ленточные сборные фундаменты устраивают из железобетонных плит — подушек и бетонных цокольных (наружных и внутренних) панелей.

Ленточный фундамент используют при строительстве домов с тяжёлыми стенами (бетонными, каменными, кирпичными) или с тяжёлыми перекрытиями. Ленточные фундаменты закладывают под все наружные и капитальные внутренние стены, при этом форма поперечного сечения одинакова по всему периметру фундамента

Технология строительства ленточных фундаментов проста, но для них характерна массивность, значительный расход материалов и высокая трудоёмкость, но в то же время максимальная надёжность. Минимальная толщина ленточного фундамента зависит от используемого материала. Так, например, минимальные рекомендуемые размеры для железобетона — 100 мм, бетона — 250 мм, кладки из кирпича — 500 мм. Ширина ленточного фундамента под несущими стенами дома определяется допустимой нагрузкой на грунт. На глинистых, суглинистых грунтах на глубине 80 см допустимая нагрузка на основании не должна превышать 1,5–2 кг/см2.

На пучинистых грунтах подошву ленточного фундамента по периметру здания обычно располагают на 20 см ниже глубины промерзания грунта. Под сены, находящиеся внутри здания можно сделать менее глубокий фундамент на 40-60см. На сухих или песчаных грунтах ленточный фундамент можно закладывать и выше глубины промерзания, но не менее чем на 50–60 см от уровня земли. На сильно вспучивающихся и глубоко промерзающих грунтах ленточные фундаменты применяются достаточно редко. Толщина песчаной подушки под ленточный фундамент обычно составляет 40–60 см, но не должна быть более половины высоты фундамента. Песок укладывают слоями толщиной 15 см с обязательной поливкой водой и трамбованном каждого слоя в отдельности.

Для ускорения строительства ленточного фундамента очень часто используют фундаментные блоки. После того как ленточный фундамент выведен выше нулевой отметки (уровня земли), он выравнивается цементным раствором, и сверху укладывается гидроизоляция из двух слоёв рубероида на битумной мастике. Верхняя часть ленточного фундамента обычно служит цоколем. Чтобы предохранить ленточный фундамент от поверхностных вод и дождя, сразу после завершения его возведения устраивают отмостку, ширина, которой зависит от используемых материалов.

От качества выполнения фундамента зависят прочность и долговечность дома. Ремонт или замена фундаментов связаны с большими техническими трудностями и материальными затратами, поэтому стройте качественно!

Читайте также: