Фундамент в архитектуре это

Обновлено: 14.05.2024

Правильный выбор конструкции подземной части и фундаментов жилого дома зависит от несущей способности грунта и многих других факторов, в том числе от высоты здания, шагов колонн, массы надземной части здания, уровня грунтовых вод, наличия примыкающих конструкций и подземного хозяйства.

На каждой территории, намеченной к застройке, проводят в полном объеме инженерно-геологические изыскания. Отчет, подготовленный специалистом по основаниям и фундаментам на основе проведенных им инженерно-геологических изысканий, должен содержать предложения по выбору типа фундамента с учетом всех факторов, в том числе и экономических. Архитектор и инженер-конструктор обычно подготавливают для специалиста по основаниям и фундаментам проектные данные, необходимые для его заключения: высота здания, размеры сетки колонн, нагрузка на них и др.

Количество и глубину буровых скважин определяет специалист по основаниям. Паспорта (журналы) буровых скважин содержат отметки грунтовых слоев, классификацию каждого слоя, отметки грунтовых вод, среднюю плотность, водосодержание и сопротивление на сжатие в свободном состоянии различных встретившихся грунтовых материалов. Инженерно-геологический отчет содержит паспорта (журналы) буровых скважин, рекомендации по выбору типа фундаментов, отметки их заложения, ожидаемые осадки фундамента и их влияние на конструкции здания.

Фундаменты в виде уширенных башмаков

Уширенные башмаки — наиболее экономичные фундаменты. Их применяют для зданий высотой до 20 этажей и более. Они могут быть, как бетонными, так и железобетонными. Нагрузка от колонн надземной части обычно передается бетонными столбами на башмаки, расположенные на грунтовом слое, который обладает достаточной несущей способностью. Непрерывные башмаки в виде ленты обычно устраивают для опирания стен, а отдельные башмаки — для опирания колонн.

Плитные фундаменты

Наличие слабых грунтов с малой несущей способностью и (или) ожидаемая неравномерность осадки основания обусловливают применение фундамента в виде обычной неразрезной железобетонной плиты, которая поддерживает колонны и стены. Такая плита проектируется как перевернутая плита перекрытия в безригельном каркасе, нагруженная отпором грунта, с колоннами, обеспечивающими реактивное восприятие этой нагрузки.

Фундаменты глубокого заложения

Если грунты основания с достаточной несущей способностью расположены значительно ниже отметки поверхности, применяют фундаменты глубокого заложения. Набивные сваи-стойки (иногда называемые кессонами) предусматриваются при возможности их опирания на глинистый конгломерат с песком и гравием (плотные глины) или скальное основание. Шахта выполняется, как правило, механическим способом, и, если основанием служит глинистый конгломерат, для увеличения площади опоры на этом уровне делают уширение в виде «колокола». Если же опорой служит скальное основание, шахту делают прямой. Чтобы обеспечить бурение шахт без обрушения, в верхних мягких грунтах прокладывают временные стальные обсадные трубы, закрепляемые в более плотных глинах. Их обычно извлекают после бетонирования. В зависимости от грунтовых условий или по требованию норм иногда устанавливают постоянные стальные гильзы, чтобы предотвратить сплывание грунта в скважину. Устройство их иногда учитывается при расчете несущей способности кессонной сваи.

а — свая-стойка с опорой, уширенной в виде колокола, в твердых глинах; б — прямая свая с опорой на скальное основание; 1 — пески; 2 — поверхность; 3 — обсадная труба; 4 — минимум 0,9 м для контроля; 5 — глины; 6 — глинистый конгломерат; 7 — «колокол»; 8 — скальное основание

Висячие сваи применяют в тех случаях, когда по грунтовым условиям и (или) по экономическим соображениям устройство кессонных свай не оправдано. Несущая способность свай такого типа, необходимая для опирания на них надземной части, обеспечивается за счет трения по боковым поверхностям и опирания на грунт торцов свай. Выбор типа висячих свай в значительной степени зависит от грунтовых слоев и нагрузок на сваи. Рекомендации по этому вопросу обычно содержатся в инженерно-геологическом отчете. В зависимости от требуемой несущей способности могут быть применены одиночные сваи или кусты свай. Нагрузка от колонн передается на кессонные сваи непосредственно, а висячие сваи требуют устройства железобетонных ростверков, которые значительно удорожают сооружение фундаментов этого типа.

Висячие сваи могут быть забиты, погружены путем вибрации или устроены в заранее пробуренных скважинах. Сваи из древесины, обработанной специальным образом, используют преимущественно для легких сооружений; их несущая способность находится в пределах 25 тс.

Предварительно-напряженные железобетонные сваи заводского изготовления имеют различную форму: со сходящимися или параллельными гранями. Их несущая способность может достигать 200 тс. Стальные сваи двутаврового широкополочного сечения могут обладать такой же несущей способностью, как и бетонные сваи заводского производства. Комбинированные сваи выполняют из нескольких материалов, и зачастую они представляют наиболее экономичное решение. Они могут быть изготовлены в виде забитых стальных оболочек или труб, заполненных бетоном, предварительно обетоненных стальных профилей, из дерева с монолитным бетоном и из различных других материалов.

Гидростатическое давление

При размещении подвалов, гаражей и шахт ниже уровня грунтовых вод требуется учитывать воздействия гидростатического подпора. Чтобы обеспечить сухие условия работ при их устройстве, необходимо использовать насосы и колодцы для временного понижения уровня грунтовых вод. Нет необходимости доказывать, что устройство таких сооружений весьма дорого и их следует, насколько это возможно, избегать.

Точно определить отметку верхнего уровня грунтовых вод очень сложно, так как он изменяется в зависимости от сезона, кроме того, при замере трудно отличить действительный уровень грунтовых вод от уровня случайных пластовых вод (вод, задержанных между грунтовыми пластами). Ввиду этого наивысшую «проектную» отметку уровня грунтовых вод обычно устанавливают с запасом.

Конструкции жилых домов повышенной этажности, запроектированных на фундаменте в виде плиты, обеспечивают восприятие значительных усилий от гидростатического подпора за счет собственного веса. Например, несущие конструкции 30-этажного дома с плитами перекрытий из тяжелого бетона толщиной 12,7 см создают давление на основание от собственного веса около 9,5 тс на 1 м2. Для преодоления такого давления требуется гидравлический напор высотой около 9 м. Вертикальная нагрузка от одной бетонной плиты перекрытия толщиной 12,7см равна 30 см гидростатического напора. Если нагрузка от несущих колонн воспринимается свайными фундаментами, требуется, чтобы плита пола самого нижнего этажа воспринимала усилия подпора между колоннами. Это может быть достигнуто путем конструирования плиты пола подвала с расчетом на восприятие соответствующего давления или путем устройства массивной бетонной плиты. Свайные фундаменты удовлетворительно служат «анкерами», препятствующими всплытию. В гаражах и других малонагруженных сооружениях необходимо возводить свайные фундаменты, специально рассчитанные на восприятие усилий подпора.

Вместо конструкций, воспринимающих подпор, иногда используются механические средства снижения гидростатического давления.

Расположение под полом и по периметру дренажных труб в сочетании с насосами, обеспечивающими понижение уровня вод, может оказаться более экономичным решением, хотя и не гарантирующим полной безопасности.

Конструктивные или механические способы борьбы с подпором — это решение только части проблем, возникающих при строительстве сооружений ниже уровня грунтовых вод.

Водозащита — сложное и дорогостоящее мероприятие. Все стены и перекрытия, расположенные ниже уровня грунтовых вод, должны иметь водозащитное покрытие, а все стыки — водозащитный барьер. Чтобы обеспечить сохранность водозащитного покрытия, зачастую необходимо применять глиняную обмазку (слой) как основу для нанесения водозащиты перед бетонированием основной конструкции.

1 — гидроизоляционный слой; 2 — глиняный слой; 3 — водозащитный барьер и (или) не пропускающий воду стык; 4 — плотный бетон (В/Ц ≈ 0,45)

ТКП 45-5.01-67-2007. ФУНДАМЕНТЫ ПЛИТНЫЕ. Правила проектирования.

Нижняя часть любого сооружения – его фундамент – предназначена для передачи нагрузки всей его массы на грунт, который служит основанием. Надежные основания и фундаменты гарантируют прочность и устойчивость здания, а слабые, поддающиеся деформациям, приводят к разрушению его надземной части.

Основания и фундаменты сооружений должны проектироваться таким образом, чтобы на любых стадиях строительства и эксплуатации они соответствовали своему назначению, требуемой надежности, долговечности, эффективности.

Форма и размеры фундаментов в плане должны обеспечивать возможно более равномерное распределение нагрузки на основание. Поэтому при центральной нагрузке фундаменты следует проектировать симметричными, а при внецентренной – несимметричными.

При соблюдении всех технических требований фундаменты должны быть спроектированы экономичными и требовать минимальной затраты труда для их возведения.

Фундаменты могут быть классифицированы по следующим признакам:

1. По роду материала: из природного камня, бутобетонные, бетонные, железобетонные и кирпичные, деревянные.

2. По характеру работы: «жесткие», работающие на сжатие, и «гибкие», работающие на сжатие и изгиб (подробно рассматривается при изучении дисциплины «Механика грунтов, основания и фундаменты»).

3. По глубине заложения:

– фундаменты мелкого заложения до 5 м; – глубокого — более 5 м.

4. По способу возведения (подробно рассматривается при изучении дисциплины «Технология строительного производства»):

– сборные из индустриальных конструкций заводского изготовления;

– монолитные, изготовляемые в опалубке из бутобетона, бетона либо выкладываемые из бутового камня, кирпича.

5. По назначению и характеру работы:

– плитные мелкого заложения, распределяющие нагрузку от сооружения нижней опорной плоскостью и укладываемые в открытых котлованах глубиной до 5 м;

– свайные, распределяющие нагрузку от сооружения боковой поверхностью и (или) через нижний торец сваи; в виде стержней (0,03 < d/l £ 0,04, где (d) и (l) соответственно диаметр (сторона) и длина сваи);

– специальные, к которым относятся глубокие опоры, столбы, сваи-оболочки, опускные колодцы, кессоны, анкерные, щелевые, используемые в особых случаях и условиях и обеспечивающие частичную или полную передачу нагрузки боковой поверхностью и (или) торцом;

– совмещенные с грунтовой средой — подпорные стены и стены в грунте, составляющие, как правило, одно целое с основанием и которые не могут быть выделены в самостоятельную отдельную конструкцию фундамента.

6. По конструктивным схемам:

– плитные мелкого заложения на:

а) столбчатые, устраиваемые в виде отдельных опор под колоннами и стенами здания (рисунок 1.1 А);

б) ленточные, устраиваемые непрерывно под всеми стенами здания и передающие нагрузку на основание равномерно (рисунок 1.1Б);

в) массивные в виде сплошной плиты под зданием (рисунок 1.1В);

– свайные из бетонных, железобетонных стержней, забитых в грунт или устроенных в нем (рисунок 1.1Г).

A Б

В Г

Рисунок 1.1–Типы фундаментов: А - столбчатый; Б -ленточный; В - сплошной; Г - свайный.

Классификация фундаментов. Определение и виды оснований. Основания и фундаменты

Определение и виды оснований. — Требования, предъявляемые к фундаментам. — Классификация фундаментов. — Виды фундаментов: ленточные, бутовые, бутобетонные, столбчатые, свайные, сплошные. — Гидроизоляция.

Массив грунта, залегающий под фундаментом, способный надежно воспринимать давление от здания, называют естественным основанием.

Грунты, образующие основание, подразделяют на глинистые, песчаные, крупнообломочные и скальные.

Если грунты основания не способны надежно воспринимать давление от здания, их искусственно укрепляют.

Основание, грунты которого искусственно укреплены, называют искусственным.

Под действием нагрузки от здания глинистые, песчаные и крупнообломочные грунты способны сжиматься, что может повлечь за собой осадку здания. Величина и равномерность осадки зависят от величины нагрузки, сжимаемости грунта, формы и размеров опорной площади фундамента.

Сжимаемость и несущая способность различных видов грунтов неодинаковы, так как различны их физико-механические свойства. Грунтовые воды снижают несущую способность основания.

Требования, предъявляемые к фундаментам:

2) устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента;

3) устойчивость к агрессивным грунтовым водам;

4) стойкость к атмосферным факторам (морозостойкость; пучение грунтов при замерзании);

5) соответствие по долговечности сроку службы здания;

По работе материала фундамента под нагрузкой различают жесткие фундаменты, работающие преимущественно на сжатие, и гибкие, работающие на растяжение и скалывание.

К жестким фундаментам относят бутовые, бутобетонные и бетонные фундаменты.

Гибкие фундаменты выполняют из железобетона.

По конструктивной схеме (рис. 2) фундаменты делят:

1) на ленточные (в виде непрерывной ленты под всеми несущими стенами);

2) столбчатые (в виде отдельных столбов);

3) сплошные (в виде сплошной плиты под всем зданием);

Рис. 2. Конструктивные схемы фундаментов: а — ленточный; б — столбчатый; в- сплошной; г — свайный: 1 — монолитная железобетонная плита: 2 — сваи: 3 - ростверк; 4 — стена; 5 — фундаментные балки

По способу возведения фундаменты могут быть монолитными и сборными.

В зависимости от глубины заложения подошвы фундаментов различают фундаменты глубокого (более 5 м) и мелкого заложений. Глубиной заложения фундамента называется расстояние от отметки планировки грунта до подошвы фундамента. Глубина заложения фундаментов зависит от конструктивных особенностей здания (наличие или отсутствие подвалов и др.), величины и характера нагрузок на основание, глубины заложения фундаментов смежных зданий, геологических и гидрологических условий участка (виды грунтов, их физическое состояние, наличие грунтовых вод, их отметки и колебания уровня), климатических особенностей района (глубина промерзания грунтов), а также от принятой конструкции фундамента.

ГЗ = ГП + Ц + 0,2,

где ГЗ — глубина заложения фундамента; ГП — глубина промерзания грунта; Ц — высота цоколя; 0,2 м — конструктивный запас.

Ленточные фундаменты устраивают под несущие стены здания. Они подразделяются на сборные и монолитные (рис. 3)

Рис. 3. Конструкции ленточных фундаментов: а — сборный; б — то же, прерывистый; в — монолитный фундамент (бутобетонный); г — бутовый фундамент: 1 — фундаментные подушки; 2 — бетонные блоки; 3 — отмостка; 4 — гидроизоляция; 5 — кирпичная облицовка (в полкирпича)

Сборные ленточные фундаменты собирают из железобетонных блоков-подушек прямоугольного или трапецеидального сечений высотой 300 и 500 мм, длиной от 800 и до 2800 мм. уложенные на выровненное основание вплотную одна к другой в направлении несущих стен, они образуют сплошную ленту, по которой в перевязку швов на растворе укладывают бетонные блоки стенки фундамента. Блоки стенки шириной 300, 400, 500, 600 мм, высотой 580 мм, длиной 780, 1180 и 2380 мм могут быть сплошными и пустотелыми.

Пустотелые блоки неприменимы в грунтах, насыщенных водой, так как в пустоты блоков проникает вода и при замерзании разрушает их стенки. Фундаменты, в которых блоки-подушки уложены с расстоянием одна от другой, называются прерывистыми (рис. 4, б). Расстояние между блоками засыпают песком. Прерывистые фундаменты экономичнее сплошных.

Рис. 4. Конструкции ленточных фундаментов: а — ленточный сборный фундамент; б -ленточный монолитный фундамент

Бутовые фундаменты. В современном строительстве бутовые фундаменты применяют только в тех районах, где бут является местным строительным материалом, потому что бутовые фундаменты трудоемки в изготовлении и неэкономичны.

Рис. 5. Ленточные монолитные фундаменты. План

Рис. 6. Ленточные сборные фундаменты. План

Рис.7. Ленточный бутовый фундамент: 1 — отмостка, 2 — обратная засыпка грунтом

Наиболее экономичными из монолитных ленточных фундаментов являются бутобетонные фундаменты.

Рис. 8. Бутобетонный фундамент

Их выполняют из бетона М75 (и выше) и бутового камня (40. 50%), вводимого в бетон по мере возведения фундаментов.

При устройстве монолитных фундаментов применяют инвентарную щитовую опалубку.

Рис. 9. Бутобетонный фундамент. План

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки от здания вызывают давление на грунт меньше нормативного (например, малоэтажные здания, некоторые типы панельных зданий) или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине (3. 5 м), что экономически не оправдывает применение ленточных фундаментов.

Рис. 10. Столбчатый фундамент

Рис. 11. Столбчатый фундамент. План

Столбчатые фундаменты могут быть монолитными и сборными. Под зданиями с несущими стенами столбчатые фундаменты располагают под углами стен, в местах пересечения наружных и внутренних стен, под простенками и через 3. 5 м на глухих участках стен. По столбчатым фундаментам под несущие стены устраивают фундаментные балки из сборного или монолитного железобетона. При расстоянии между столбчатыми фундаментами до 4 м иногда устраивают кирпичные армированные перемычки. Во избежание деформаций фундаментных балок от сил пучения грунтов при промерзании в пучинистых грунтах (под фундаментными балками) устраивают подушку из песка или шлака высотой 50. 60 см.

Столбчатые фундаменты устраивают и под отдельно стоящими опорами зданий: под каменные колонны — сборный фундамент из железобетонных блоков-подушек.

Свайные фундаменты устраивают на деревянных, бетонных и (редко) стальных сваях.

Свайные фундаменты различают:

1) по способу изготовления и погружения свай в грунт — на сваи забивные, погружаемые в грунт в готовом виде, и набивные, изготовляемые непосредственно в грунте;

2) по характеру работы в грунте — на сваях-стойках, которые проходят через слабые грунты и опираются на прочный грунт, и висячих сваях (сваях трения), которые уплотняют слабый грунт и передают нагрузку на грунт трением, возникающим между грунтом и боковой поверхностью свай.

Для равномерного распределения нагрузки от здания на все сваи, располагаемые рядами или в шахматном порядке, головы свай заделывают в бетонную или железобетонную плиту (ростверк).

Свайные фундаменты позволяют сократить объем земляных работ, расход бетона, снизить стоимость фундаментов. Вместе с тем свайные фундаменты менее экономичны по расходу стали.

Забивные железобетонные и деревянные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов.

Набивные сваи устраивают методом заполнения бетонной или иной смесью предварительно пробуренных, пробитых или выштампованных скважин. Нижняя часть скважин может быть уширена с помощью взрывов (сваи с камуфлетной пятой).

Буроопускные сваи отличает oт набивных то, что в скважину устанавливают готовые железобетонные сваи с заполнением зазора между сваей и скважиной песчано-цементным раствором.

Свайные фундаменты в плане могут состоять:

- из одиночных свай — под опоры;

- лент свай — под стены здания, с расположением свай в один, два и более рядов;

- кустов свай — под тяжело нагруженные опоры;

- сплошного свайного поля — под тяжелые сооружения с равномерно распределенными по плану здания нагрузками.

Расстояние между сваями и их число определяют расчетом. Минимальное расстояние между висячими сваями принимают 3d (где d — диаметр круглой или сторона квадратной сваи).

Рис. 12. Свайный фундамент из сборных винтовых свай

Сплошные фундаменты проектируют в виде балочных или безбалочных, бетонных или железобетонных плит. Ребра балочных плит могут быть обращены вверх и вниз. Места пересечения ребер служат для установки колонн каркаса. Пространство между ребрами в плитах с ребрами вверх заполняют песком или гравием, а поверх устраивают бетонную подготовку. Бетонные плиты не армируют. Железобетонные армируют по расчету. При большом заглублении сплошных фундаментов и необходимости обеспечить большую их жесткость фундаментные плиты можно проектировать коробчатого сечения с размещением между ребрами и перекрытиями коробок помещений подвалов.

Рис. 15. Сплошные фундаментные плиты: а — под стены или колонны; б — плитно-балочный вариант; в — коробчатые; г — в виде цилиндрических оболочек; д — оболочек двоякой кривизны

Фундаментом называют подземную или подводную часть сооружения, которая передает нагрузку от сооружения грунту основания. Нижнюю плоскость, которой фундамент опирается на грунт называют подошвой.

Основание - грунт лежащий под подошвой и воспринимающий нагрузки от сооружения.

Основания могут быть естественными и искусственными. Если фундамент возводят на грунте с сохранением его природных качеств, то такое основание называют естественным. Если грунты перед возведением фундамента укрепляют тем или иным способом, то основание называют искусственным.

Основание бывает: однородное и неоднородное; слоистое с согласным(слои имеют ≈равную мощность) и несогласным залеганием слоёв. Различают грунты скальные и нескальные: связанные (глины, суглинки, супеси) и несвязанные (пески).

2.Предельные состояния оснований фундаментов, принципы их проектирования.

Основания рассчитываются по 2 группам пред состояний:1-по прочности, несущей способности грунтов основания и устойчивости фундамента; 2-по деформациям – осадки, крен фундамента, неравномерные осадки, перекос сооружения, выгиб и прогиб (главный расчет).

I фаза – зона упругой работы грунта;

II фаза – зона пластической работы грунта

III фаза – зона проектирования фундамента

Принципы проектирования:

1.О и Ф проектируют по пред состояниям независимо от типа ф-та.

2.О и Ф проектир с учетом совместной работы грунта, ф-та и надземных констр.

3.Точная оценка грунтовых условий, прогноз их поведения в будущем и на основе этого выбор типа ф-та (ТЭО- технико-эк-ое обоснование).

Данные необход для проектиров Ф:

1.инженерно-геолог изыскания (разрез площадки по вертикали) с физ-мех св-ми грунтов.

2.выдается карта стр пл- топосъемка М1:500 и общего района стр-ва (сит план М1:2000)

3.данные о блуждающих токах

4.данные о подземных комуникациях

5.констр особенности зд-ия и хар-р передачи нагрузки.

3.Типы зданий по жесткости, виды их деформаций.

Все сооружения можно разбить на 3 типа: абсолютно гибкие; абсолютно жесткие; обладающие конечной жесткостью

Абсолютногибкие сооружения беспрепятственно следуют за перемещениями поверхности грунтов основания во всех точках контакта с ней. При развитии неравномерной осадки в конструкциях таких сооружений не возникает дополнительных напряжений. (Земляные насыпи).

Абсолютножесткие сооружения не могут искривляться. При симметричном загружении и симметричной податливости основания их осадка будет равномерной, при неравномерной деформации основания они получат крен без изгиба конструкции (дымовые трубы).

К сооружениям конечнойжесткости относятся большинство зданий и многие инженерные сооружения. При развитии неравномерных осадок они получат искривления. В то же время такие здания уменьшают неравномерности осадок, так как давление по подошве фундаментов частично перераспределяется.

В зависимости от характера развития неравномерных осадок и от жесткости сооружения возникают деформации и перемещения сооружений следующих простейших видов: прогиб, выгиб, перекос, крен, скручивание, горизонтальные перемещения фундаментов.

Прогиб и выгиб связаны с искривлением сооружения. Такие деформации могут возникать в зданиях и сооружениях, не обладающих очень большой жесткостью. Иногда на одних участках возникает прогиб, на других – выгиб.

Перекос возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок проявляется на участке небольшой протяженности при сохранении относительно вертикального положения конструкции.

Крен сооружения – поворот по отношению к горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести площади подошвы фундамента – возможен, если основание сооружения загружено несимметрично или имеет несимметричное напластование грунтов относительно вертикальной оси сооружения.

Скручивание возникает при неодинаковом крене сооружения по его длине, особенно при развитии крена в двух сечениях сооружения в разные стороны.

Горизонтальные перемещения фундаментов возможны, если опирающиеся на них конструкции передают значительные горизонтальные усилия (распорные конструкции, подпорные стенки).

1.Осадки - из-за уплотнения грунта или от собств веса грунта под влиянием внешн нагрузок, при этом коренного изменения стр-ры не происходит.

2.Просадки-//-//, сопровождается коренным изменением. Чаще происходят под доп факторами (замачивание просадочного грунта, оттаивание мерзлого).

4.Нормативные и расчетные нагрузки, их сочетания.

В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные (длительные- вес временных перегородок, стационарного оборудования, нагрузки от людей, от мостовых и подвесных кранов), кратковременные - снеговые с полным нормотивн значением, ветровые, гололедные, от веса людей и ремонт мат-ов в зонах обслуживания и ремонта оборудования, особые- статические, взрывные возд-ия, нагрузки вызванные деформ-ми основания с коренными изменениями стр-ры грунта) нагрузки.

Нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и перевозке конструкций, а также при возведении сооружений, следует учитывать в расчетах как кратковременные нагрузки.

В зав-ти от учитываемого состава нагрузок различают сочетания:

1.основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длит(0,95) и кратковременных(0,9)

2. особые - пост, длит(0,95), кратковрем(0,8), и одна из особых.

Если учитываются сочетания, включ-щие пост и не менее 2 кратковрем нагрузок, расчетные значения временных нагрузок необход умножать на коэф-ты сочетаний:

в основных сочетаниях для длительных нагрузок y₁ = 0,95; для кратковременных y₂ = 0,9;

в особых сочетаниях для длительных нагрузок y₁ = 0,95; для кратковременных y₂ = 0,8, кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования сооружений для сейсмических районов и в других нормах проектирования конструкций и оснований.

Устройство фундаментов. Виды грунтов. Повышение несущей способности строительных оснований. Запрессовка цемента. Мелкие фундаменты. Фундаменты глубокого заложения. Виды фундаментов в зависимости от способа устройства. Водопроницаемость грунтов в естественном состоянии. Подъём капиллярной влаги в естественных грунтах. Содержание влаги в естественном грунте. Допускаемое давление на грунт при плоских фундаментах.

Фундаменты (DIN 1054, 4014, 4020). В нормах на строительные основания DIN 1054 1975 г. приведены основные сведения о типах грунтов и их несущей способности при различных сочетаниях нагрузок, допустимые нагрузки на грунты при различных конструкциях фундаментов (плитные фундаменты, свайные фундаменты и т.д.) и соответствующие примеры (рис. 1 — 6). В нормах DIN 1055 приведены нагрузки на строительные конструкции, а в нормах DIN 4015 — 4131 — данные для расчета конструкций и сведения по механике грунтов. Эти вопросы рассматриваются также в нормах DIN 18121-18225, 18136-18137, 18146, 18915, 18700, 18702,4018,4095, 4117, 4122. Условные обозначения гидроизоляции см. «Условные обозначения различных видов изоляции».

Способы гидроизоляции конструкций и защитные слои конструкций, заглубленных в грунт, приведены в статье «Гидроизоляция подземных частей зданий».

Во избежание неравномерных осадок и образования трещин фундаменты должны обеспечивать равномерное распределение давления на грунт.

Допускаемые нагрузки на различные грунты приведены в нормах DIN 1054. Величины допускаемых нагрузок, как правило, повышаются с увеличением глубины заложения и площади подошвы фундаментов.

Перед началом проектирования должно быть проведено исследование грунтов по имеющимся данным путем бурения и с помощью других методов механики грунтов по DIN 4020. Следует установить горизонт грунтовых вод, отметку меженных вод и максимальную отметку паводка ближайших рек, В горных районах необходимо считаться с опасностью обвалов.

При строительстве крупных объектов (жилые массивы, промышленные предприятия) целесообразно провести специальные исследования грунтов по всему участку с помощью акустических приборов и располагать здания и сооружения в местах с наиболее благоприятными грунтами, если это не противоречит градостроительным соображениям. Этими данными также следует руководствоваться при выборе типов фундаментов: ленточных (рис. 1), рамных (рис. 2), плоских (рис. 4), плитных (рис. 5) или заглубленных в виде забивных и набивных свай или опускных колодцев (рис. 6), что обеспечит выбор наиболее надёжного и экономичного решения и позволит заблаговременно установить размеры необходимых затрат и технические условия на сооружения.

Угол распространения нагрузок в фундаментах из каменной кладки не должен превышать 45°, в бетонных фундаментах — 60°. Подошва фундамента должна быть заложена ниже уровня промерзания грунта (>80 см).

Сваи забивают до материкового грунта и передают на них нагрузки от рамных фундаментов. При устройстве висячих свай и опускных колодцев нагрузки на прилегающий к ним уплотнённый грунт передаются их боковыми поверхностями.

При высоком уровне грунтовых вод целесообразно заложение железобетонных фундаментов выше их уровня (рис. 4); угол распределения нагрузок в таких фундаментах не ограничен при условии расчета подушек на изгиб.

1. Ленточный фундамент из трамбованного бетона. Размеры уступов определяются углом 45 °: Н > глубины промерзания;

2. Железобетонный ленточный фундамент. Нагрузки от отдельных колонн распределяются на значительную площадь основания;

3. Фундамент под колонну из трамбованного бетона. Размеры уступов определяются углом 60°, высота уступов 20 — 30 см;

5. Сплошной фундамент. Железобетонная плита под всем зданием при слабых грунтах и мелком заложении фундаментов;

8. Наружные лестницы во избежание неравномерных осадок и образования трещин должны опираться на армированные консоли.

9. Условно принимаемое на практике распределение давления на грунт под углом 45° не отвечает действительности. Очертания линий, соединяющих точки с одинаковым давлением (изобары), приближаются к окружности (по Кеглер-Шайдингу);

10. При равной величине давления на основание широкие фундаменты вызывают дополнительные напряжения больших значений, чем узкие;

11. Пересечение линий распределения давления смежных фундаментов может привести к образованию неравномерных осадок и трения. Это важно учитывать при возведении новых зданий рядом с существующими;

12. Песчаные подушки под фундаменты общей высотой от 0,8 до 1,2м, уложенные слоями толщиной 15 см с увлажнением и трамбованием, способствуют распределению нагрузок на большую площадь основания;

13. Устройство фундаментов на склонах. Линии распределения давления должны соответствовать уклону участка.

а) Путем вибрационного уплотнения с помощью трамбования. Диаметр окружности уплотняющегося участка 2,3 — 3 м. Расстояние между трамбовками около 1,5 м. Производится подсыпка грунта. Повышение несущей способности зависит от зернистости и первоначальной плотности.

б) Сваи, уплотняющие грунт. Скважины заполняются материалом различной зернистости без вяжущих средств.

Запрессовка цемента: этот способ нельзя применять в связных и разрушающих цемент грунтах. Запрессованный цемент до схватывания необходимо защитить от размывания водой.

Инъецирование химикатов (раствора кремневой кислоты, хлористого кальция). Быстрое, сохраняющееся на длительный срок затвердевание можно применять только при грунте, содержащем кварц (гравий, песок, а также обломочные породы). Можно получить прочность от 10 до 90 кг/см2. Для уплотнения также возможна запрессовка битумных эмульсий, но она не повышает несущей способности грунта.

Подошва ниже глубины промерзания (по DIN 1054 > 0,80 м). Для сооружений, требующих повышенной защиты от замораживания, — на глубину от 1 до 1,5 м.

Читайте также: