Виды фундаментов

Фундаментом называют нижнюю (подземную) часть здания или сооружения, которая предназначена для передачи нагрузки от здания или сооружения на основание. Фундаменты должны быть прочными, долговечными и устойчивыми, морозостойкими, способными сопротивляться действию грунтовых агрессивных вод, а также экономичными. По конструкции фундаменты бывают ленточные, свайные, столбчатые и плитные сплошные. Свайные фундаменты применяют при необходимости передачи на слабый грунт значительных нагрузок.

По материалу сваи могут быть деревянными, стальными, бетонными, железобетонными и комбинированными. Наибольшее распространение получили железобетонные сваи квадратного и круглого сечений, сплошные и пустотелые. В зависимости от размеров различают сваи короткие(3-6 м) и длинные(6-20). В зависимости от передачи нагрузки на грунт различают сваи-стойки и висячие сваи. Первые проходят через слабые грунты и опираются на прочный грунт, передавая на него нагрузку; висячие сваи уплотняют рыхлый грунт при забивке, и передают нагрузку на него за счет сил трения, возникающих между боковыми поверхностями свай и слоем рыхлого грунта.

По способу изготовления и погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. Забивные изготовляют заранее и погружают в грунт с помощью молота, вдавливанием или вибрацией. Набивные сваи устраивают на месте путем заполнения скважин в грунте бетоном или железобетоном. Поверху сваи соединяют балкой или железобетонной плитой, называемой ростверком. На ростверк опирают несущие конструкции здания (сооружения), и он обеспечивает равномерную передачу нагрузок на сваи. Ростверк делают монолитным или сборным (из железобетонных элементов-оголовников).

По расположению ростверка фундаменты бывают с низким и высоким ростверком. В первом случае головки свай заглублены ниже поверхности грунта, во втором-головки свай располагают выше поверхности грунта.Свайные фундаменты не требуют больших объемов земляных работ, при их устройстве отпадает необходимость в водоотливе; они экономичны по расходу бетона, индустриальны и значительно снижают трудозатраты и стоимость строительства.

Глубина заложения фундамента- это расстояние от его подошвы до спланированной поверхности грунта, определяемое по нормам. По глубине заложения фундаменты бывают мелкого заложения- до 4-5 м и глубокого заложения более 5 м.

По виду материала ленточные фундаменты бывают железобетонные, бетонные (сборные и монолитные), бутобетонные, бутовые.

Ленточные фундаменты являются наиболее распространенными, так как они применяются при строительстве зданий с несущими стенами различной этажности. Для зданий жилищно-гражданского и культурно-бытового назначения применяют, как правило, сборные ленточные фундаменты из железобетонных плит-подушек (ФЛ) (ГОСТ 13580-85) и фундаментных стеновых блоков (ФБС) (ГОСТ 13579-78). Плиты-подушки ленточных фундаментов –это элементы подошвы с относительно небольшой длиной консолей, поперечное сечение которых определяется величиной поперечной силы. В этих элементах высокие прочностные свойства и преимущества сборного железобетона реализованы недостаточно эффективно, что негативно отражается на стоимости фундаментов.


Стоимость сборных ленточных фундаментов малоэтажных зданий в зависимости от инженерно- геологических и климатических условий составляет 25-45% общих затрат на здание. Высокая стоимость ленточных фундаментов объясняется тем, что фундаментные бетонные блоки (ФБС) неэкономичны по расходу бетона, так как их несущая способность используется примерно на 10%. Фундаментные блоки способны выдержать нагрузку от веса здания в 14 этажей и более, тогда как в настоящее время в небольших городах строятся в основном 5-9-этажные здания, а в пригородах и сельских районах доминирует малоэтажное строительство - коттеджи и дома усадебного типа. Столбчатые фундаменты одноэтажных и малоэтажных зданий выполняются из типовых бетонных блоков ФБС 9,5 или ФБС 9,4, устанавливаемых на железобетонные плиты (ФЛ) длиной 1,2 м. Для опирания стен используются типовые несущие перемычки или фундаментные балки. Шаг столбов для малоэтажных зданий принимается 2,4-3,6, а для одноэтажных производственных зданий- 6,0 или 3,0 м.

Столбы устанавливаются под углами зданий, в местах пересечения стен и под несущими простенками. Применение столбчатых фундаментов для малоэтажных зданий экономически целесообразно в том случае, если прочные грунты залегают на глубине 2,4-3,0 м.

Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в основании напряженное состояние и деформирует его. Глубина и ширина напряженной зоны значительно превосходят ширину подошвы фундаментов. По мере углубления ниже подошвы фундамента область распространения напряжений расширяется, но до известного предела, а их абсолютное значение уменьшается. Например, если напряжение под подошвой фундамента принять за единицу, оно уменьшается до 0,34 для фундамента квадратного в плане и до 0,55- для ленточного фундамента.

Деформации основания, происходящие, главным образом, вследствие уплотнения грунтов, вызывают осадку здания. Осадка бывает равномерная, когда все элементы здания опускаются одинаково на всей его площади и в конструкциях здания не возникает дополнительных напряжений, и неравномерная, когда отдельные элементы здания опускаются на различную относительно друг друга глубину. В этом случае в конструкциях здания могут возникнуть дополнительные напряжения. В зависимости от неравномерности осадки дополнительные напряжения либо могут быть безопасно восприняты зданием, либо могут вызывать трещины, деформации и даже разрушение здания. Таким образом, главную опасность для сохранности здания и предохранения его от появления недопустимых для нормальной эксплуатации конструкций трещин и повреждений представляет не столько осадка основания, сколько ее неравномерность.

Сплошные фундаменты устраивают в виде массивной монолитной плиты под всем зданием. Такие фундаменты обеспечивают равномерную осадку всего здания, защищают подвалы от подпора грунтовых вод. Их возводят на слабых или неоднородных грунтах при значительных нагрузках. Монолитную железобетонную плиту устраивают чаще всего сплошной и реже – ребристой.

Фундаменты здания могут исполнять роль стен подвального этажа. Техническое подполье –это помещение, которое используют для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций. Фундаменты, стены и полы подвалов необходимо изолировать от просачивающихся через грунт поверхностных вод, а также от капиллярной поднимающейся вверх грунтовой влаги.

Изоляция от грунтовой сырости и грунтовых вод подземных конструкций зданий и сооружений достигается применением плотного монолитного бетона с пластифицирующими или водоотталкивающими добавками или устройством гидроизоляции. При использовании обычного бетона или кладки из других материалов (кирпича, бутового камня и др.) гидроизоляцию делают цементно-песчаной, асфальтовой, обмазочной (горячим битумом, холодной полимер битумной мастикой-эластимом), оклеечной в несколько слоев (рубероидом, толем, гидроизолом, металлоизолом, борулином).При защите от грунтовой сырости и при небольших напорах грунтовых вод применяют оклеечную, или обмазочную гидроизоляцию. которая не всегда выполняется качественно.

При расположении уровня грунтовых вод ниже уровня пола подвала устраивают горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию. Горизонтальная гидроизоляция создается путем устройства бетонной подготовки и водонепроницаемого пола подвала, например асфальтового, прокладкой в двух уровнях в наружных и внутренних стенах оклеечной непрерывной ленты из рулонных материалов. Первый оклеечный слой укладывают на уровне пола подвала, второй- ниже перекрытия подвального этажа. Вертикальную гидроизоляцию стен подвала производят обмазкой их наружных поверхностей горячим битумом, спецмастикой.

При расположении уровня грунтовых вод выше пола подвала для гидроизоляции необходимо создавать своеобразную «оболочку», способную сопротивляться напору грунтовых вод. При больших напорах грунтовых вод гидроизоляцию устраивают по внутренней поверхности стен подвала, а поверх гидроизоляции пола укладывают железобетонную плиту.

В борьбе с грунтовыми водами весьма эффективно устройство дренажа. Дренаж осуществляют так: вокруг здания на расстоянии 2-3 м от фундамента роют канавы с уклоном 0,002-0,006 в сторону сборной отводящей канавы. Для стока воды по дну канавы прокладывают трубы с отверстиями. Канавы с трубами засыпают гравием, крупным песком, затем грунтом. Вода по тренажным трубам стекает в реку или в определенное пониженное место, например в овраг.

При строительстве на пучинистых грунтах до последнего времени основным мероприятием являлось заложение фундаментов ниже расчетной глубины сезонного промерзания. Однако для малонагруженных фундаментов малоэтажных зданий это приводит к их удорожанию на 25-50%. При увеличении глубины заложения действие нормальных сил на подошву прекращается. Но касательные силы пучения по боковым поверхностям фундамента значительно возрастают. В малоэтажных зданиях эти силы обычно превосходят нагрузку, действующую на фундаменты, вследствие чего последние подвергаются пучению, т. е. Деформируются. В конечном итоге это приводит стены здания в аварийное состояние. Поэтому в настоящее время при строительстве малоэтажных зданий целесообразно применять мало загубленные фундаменты, обеспечивающие:
  • Снижение стоимости за счет сокращения трудоемкости, расхода бетона и сроков производства работ нулевого цикла;
  • Достаточно полное использование несущей способности грунтов и материалов фундаментов;
  • Сокращение объема опалубочных, арматурных и земляных работ;
  • Возможность выполнения фундаментов с практически одинаковой эффективностью в различных погодных и грунтовых условиях.

Фундаментостроение относится к категории работ повышенной ответственности, где отступление от требований нормативных документов чревато самыми серьезными последствиями. Имеется большое число примеров, когда нарушение правил проектирования и производства работ приводило к деформациям строений, а, следовательно, к большим материальным издержкам.

Метки статьи:

Статьи по этой теме:

Дата публикации: 8 ноября 2013 г.

По материалам сайта: http://www.nskdom.ru