Фундаменты под бескаркасное здание

Обновлено: 27.03.2024

Несущие и ограждающие конструкции полносборных зданий следует проектировать из крупноразмерных унифицированных типовых или стандартных комплексных изделий максимальной заводской готовности. Конструкции должны обладать необходимой прочностью, жесткостью, устойчивостью, долговечностью и огнестойкостью; должны удовлетворять общим архитектурным, эксплуатационным, санитарно-гигиеническим и теплотехническим требованиям, а также обладать достаточной звукоизоляционной способностью. Они должны быть экономичными, малой трудоемкости, простыми в изготовлении и удобными при монтаже.

Рассмотрим особенности конструирования основных элементов крупнопанельных зданий:

– стены (внутренние и наружные);

– конструкции междуэтажных перекрытий;

Фундаменты

В практике массового крупнопанельного строительства бескаркасных зданий используются следующие конструктивные решения фундаментов:

1) блочные (ленточные и прерывистые);

2) крупнопанельные (ленточные и ленточно-столбчатые);

4) плитные фундаменты в виде ребристых, безбалочных или коробчатых плит.

Для местных и транзитных инженерных сетей и других коммуникаций в жилых домах устраиваются подполья или специальные траншеи (местные заглубления).

Блочные (ленточные и прерывистые) фундаменты[2] рассматривались ранее при изучении курса „Архитектура”.

Крупнопанельные (ленточные) фундаменты выполняются из крупноразмерных элементов – панелей (рис. 4.1).

При конструктивной схеме с поперечными несущими стенами подземную часть выполняют или из панелей сплошного сечения, или из фундаментных рам (рис. 4.1, а), которые устанавливаются на фундаментные блоки – подушки. В этих случаях следует особое внимание обращать на сопряжение фундаментных рам с цокольными панелями, которые выполняются путем сварки арматурных петель с последующим их замоноличиванием.

Рис. 4.1. Сборные ленточные фундаменты крупнопанельных зданий:

а – с поперечными несущими стенами; б – с продольными несущими стенами; в – сопряжение фундаментных элементов; 1 – фундаментная рама; 2 – фундаментный блок-подушка; 3 – цокольная панель; 4 – стена жесткости; 5 – стеновая панель; 6 – панель перекрытия; 7 – арматурные петли; 8 – замоноличивание бетоном; 9 – стальная закладная деталь; 10 – крупноразмерный фундаментный элемент

При конструктивной схеме с продольными несущими стенами фундаменты целесообразно выполнять из крупноразмерных фундаментных элементов (рис 4.1, б), которые являются опорами для панелей наружных и внутренних стен. Фундаментные элементы ставятся на тщательно выровненную песчаную подсыпку толщиной 80х100 мм. В продольном направлении эти элементы разбиваются таким образом, чтобы стыки их не совпадали со стыками наружных стен. Фундаментные элементы сопрягаются между собой через арматурные петли, расположенные в торцах, с последующим замоноличиванием бетоном.

Применение ленточных фундаментов (блочных и крупнопанельных) вызывает значительный объем земляных работ, из которых около 25 % приходится выполнять вручную. Стены подполья и фундаменты требуют большого расхода бетона при недостаточном использовании его прочности. Продолжительность работ по устройству нулевого цикла 9-этажного дома при ленточных или столбчатых фундаментах составляет почти половину времени, затрачиваемого на монтаж коробки здания.

Свайные фундаменты. Решению задачи по уменьшению времени на нулевой цикл в наибольшей степени отвечает применение фундаментов из железобетонных свай. Сваи в строительстве используют уже в течение многих лет, однако применялись они главным образом при сложных гидрогеологических условиях.

Теперь речь идет о массовом применении в гражданском строительстве коротких свай (длиной 3÷7 м) и о замене ими ленточных фундаментов при обычных грунтах. Для устройства фундаментов в здании большой этажности целесообразно использовать специальные сваи-оболочки, рассчитанные на восприятие больших сосредоточенных нагрузок, или монолитные ленточные, перекрестные, или плитные фундаменты.

Исследованиями последних лет установлено, что применение фундаментов с короткими забивными сваями технически и экономически целесообразно не только при неблагоприятных грунтах, но и при обычных сжимаемых грунтах, где нижние концы свай достигают относительно плотных грунтов.

Свайные фундаменты из коротких свай применяют при массовом строительстве не только крупнопанельных зданий, но также крупноблочных и каменных жилых и общественных зданий. Такие фундаменты рекомендуется применять взамен ленточных фундаментов на естественном основании при глубине заложения 1,7÷2 м от поверхности планировки. В силу небольшой пространственной жесткости крупнопанельные здания чувствительны к неравномерным осадкам, вследствие чего происходят нарушения соединений в узлах, раскрытие стыков и т.п. Конструктивное решение короткосвайных фундаментов в крупнопанельных зданиях показано на рис. 4.2.

Особенностью новой конструкции свайных фундаментов является исключение поперечных несущих конструкций в пределах технического подполья и расположение ростверков непосредственно под цокольным перекрытием (под полом первого этажа). Такое решение позволило резко уменьшить объем потребного бетона (рис. 4.2, а). Новым также является однорядное расположение свай под поперечными несущими стенами с шагом 2 ÷ 2,5 м (рис. 4.2, а). По сваям укладывается сборный ростверк, соединенный с оголовками свай через специальную сборно-монолитную подушку.

Рис. 4.2. Размещение свай под крупнопанельным зданием с поперечными несущими стенами:

а – план размещения свай; б, в – варианты оголовка для стержневых и трубчатых свай; 1 – сваи; 2 – ростверк; 3 – отмостка; 4 – арматура головы сваи; 5 – оголовок (насадка); 6 – цокольная панель; 7 – замоноличивание; 8 – стальная закладная деталь для соединения ростверка с оголовком; 9 – трубчатая свая; 10 – стержень диаметром 18÷22 мм для сопряжения оголовки (насадки) с ростверком

Железобетонные сваи по форме разделяются на призматические и цилиндрические с острием и без острия. По виду поперечного сечения сваи бывают: сплошные квадратные, квадратные с круглой полостью, круглые или трубчатые (рис. 4.3). Минимальная длина квадратных свай принимается 3 м с градацией 1 м. Длина квадратных свай с круглой полостью принимается от 4 до 6 м с градацией через 0,5 м. Сваи-оболочки изготовляют длиной от 4 до 7 м.

Рис. 4.3. Виды железобетонных забивных свай:

а – сплошные квадратного сечения; б – квадратные с круглой полостью; в – трубчатые (сваи-оболочки); г – башмак трубчатой сваи; 1 – стержневая арматура; 2 – хомуты; 3 – арматурная сетка; 4 – стержень диаметром 22 ÷ 25 мм; 5 – петли для подъема; 6 – спиральная арматура

Сваи железобетонные длиной до 7 м называют короткими. Сваи квадратные сплошного сечения при обычном армировании изготовляются из бетона класса не ниже В 15, а трубчатые сваи – из бетона В 20; напряженно-армированные сваи изготовляют из бетона класса не ниже В 20, а сваи-оболочки – из бетона В 30.

В крупнопанельных зданиях с поперечными несущими стенами, при которых ростверк работает совместно с этими стенами, он опирается на сваи через оголовки или насадки. Ростверк может быть железобетонным монолитным, сборно-монолитным и сборным (рис. 4.2). Ростверк должен жестко связывать головы свай, поэтому верхние концы арматуры, которые обнажаются после нарушенного забивкой бетона, входят в толщину ростверка или в оголовок насадки. Сборные железобетонные ростверки изготовляют из бетона класса не ниже В 15, а монолитные – из бетона В 10.

Плитные фундаменты конструируют в виде плоских и ребристых плит или в виде перекрестных лент. Для зданий с большими нагрузками, а также при использовании его подземного пространства применяются коробчатые фундаменты (рис. 4.4).

Плитные фундаменты проектируют под здания в основном каркасной конструктивной системы. Для повышения жесткости плиты устраивают ребра в перекрестных направлениях, которые могут выполняться как ребрами вверх, так и вниз по отношению к плите.

Рис. 4.4. Плитные фундаменты:

а, б – с ребрами вверх (а) и вниз (б); в – коробчатый; г – перекрестные ленты; 1 – колонна; 2 – фундаментная плита; 3 – коробчатый фундамент; 4 – перекрестные фундаментные ленты

Фундаментная плита с ребрами вниз менее трудоемка, так как уменьшается объем земляных работ. Толщина плиты и ее армирование определяются расчетом в зависимости от ее конструкции, приходящихся нагрузок и несущей способности основания.

В учебных целях толщину ребристой плиты следует назначать от 1/8 до 1/10 пролета, а сплошной плиты от 1/6 до 1/8 соответственно.

На пересечениях ребер фундаментной плиты устанавливаются колонны при каркасной конструктивной системе, а при бескаркасной – ребра используются как стены цокольной части здания, на которые устанавливают несущие конструкции его наземной части.

Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жестко связываются с перекрытиями, образуя, таким образом, замкнутые сечения различной конфигурации.

Примерами таких решений могут служить выстроенные в г. Москве жилые дома Чертаново-Северное с использованием подземного пространства под гаражи или административное здание гидропроекта.

В бескаркасных сооружениях применяются свои технологии производства, строительства и монтажа. Мы уже писали, что возведение бескаркасных сооружений и изготовление арочных металлоконструкций происходит прямо на стройплощадке. Оборудование «Сфера», используемое в бескаркасных технологиях строительства, позволяет создавать надежные и качественные сооружения, устойчивые к природным и механическим воздействиям. Главным преимуществом бескаркасных сооружений является арочная металлоконструкция, которая выполняет как несущую, так и ограждающую функцию.


За счет полукруглой конструктивной формы можно добиться снижения общей массы бескаркасного сооружения, и, сократить стоимость и сроки строительства. По сути, это же преимущество позволяет использовать в качестве фундаментов под бескаркасные ангары любые конструкции, начиная от кирпичных стен и заканчивая стальными элементами. Также популярны мелко заглубленные фундаменты, а в некоторых случаях под устройство фундамента вполне подойдут железобетонные сваи. В данной статье мы рассмотрим виды фундаментов под бескаркасные сооружения и немного коснемся основных принципов работы станка «Сфера».

Первое, что нужно будет сделать до того, как начнется основной процесс возведения бескаркасного сооружения, это расчистить и выровнять земельный участок под строительство. Как вы понимаете, оборудование «Сфера» перед программированием на возведение сооружения необходимых размеров, необходимо будет установить. Что, вообщем-то, не сложная задача, так как в комплект станка включены опоры, благодаря которым процесс установки на земельном участке заказчика проходит быстро и без сложностей.

Прежде чем мы опишем основные виды фундаментов под бескаркасные сооружения, давайте разберемся в механизме работы оборудования «Сфера». Напомним читателям, что этот многофункциональный станок рассчитан на изготовление арочных металлоконструкций пролетом 6-24 метров. Вальцовые валики и клети валков управляются программным оборудованием (ПО), поэтому на станке можно профилировать различные стальные листы и даже окрашенные. При этом никакого ущерба для их поверхности не будет. «Сфера» прославилась низким энергопотреблением, поэтому легко уменьшается в обычный грузовой автомобиль отечественного производства (грузоподъемностью не менее 6, 5 тонн).

Чтобы установить оборудование на строительном участке понадобится площадка определенных размеров (станок «Сфера» около двух метров в ширину и высоту, а в длину не менее 8 метров). Перед производством арочной металлоконструкции в станок заправляется рулонная оцинкованная сталь, и начинается процесс изготовления прямых профильных листов. Потом металлические листы заправляются в барабан гибочного стана, где сгибаются до нужной формы. Для некоторых производственных процессов понадобится длинный рабочий стол и кран с крюками специального приспособления.

Как видите, процесс строительства бескаркасных сооружений на станке «Сфера» довольно прост, но в то же время без специалистов здесь не обойтись. До того, как начнется производство арочных металлоконструкций на строительной площадке и их монтаж при помощи крана, необходимо произвести устройство фундамента. Каждая строительная технология рассматривает своё устройство фундаментов, в зависимости от типа грунта.

Перечислим основные виды фундаментов под бескаркасные сооружения:

Столбчатые фундаменты применяют для арочных ангаров небольших по весу и габаритам. Учитывая, что все виды фундаментов под бескаркасные сооружения предназначены для фиксации сооружения на месте установки и принятия ветровых нагрузок, устройство столбчатого фундамента осуществляется путем выемки грунта, имеет заглубление ниже уровня промерзания, от 50 сантиметров, до двух метров, а иногда и более.


В свою очередь, столбчатый фундамент тоже подразделяется на виды:

Ленточный фундамент для арочного ангара на деле является обычной бетонной полосой или лентой небольшого заглубления, которая проходит под стенами бескаркасного сооружения. Виды фундаментов под бескаркасные сооружения считаются облегченными для их устройства. При устройстве ленточного фундамента применяют армирование ленты. Ленточные фундаменты довольно просты в изготовлении, не требуют больших трудовых затрат и материалов на устройство, а потому максимально удобны для возведения бескаркасных сооружений различного назначения. Вообще, как мы писали выше, для строительства арочных ангаров можно использовать практически все виды фундаментов под бескаркасные сооружения.

Не забывайте, что устройство любого фундамента не только справляется силовыми нагрузками, но и отражается на внутренней герметичности сооружения, а также позволяет экономно решать гидроизоляционные вопросы. Поэтому если вы хотите строить быстро, качественно и по доступной цене, звоните! Мы строим деловые отношения на принципах взаимоуважения и взаимной выгоды. А «принцип – это фундамент, на котором в дальнейшем что-то будет построено правильно».


Конструкции фундаментов


Конструкции фундаментов

Фундаменты зданий и сооружений конструируют, учитывая совместную работу сооружения и грунтов основания, причем конструкция фундамента во многом определяется типом возводимого здания. Широкое распространение в условиях массовой городской застройки получили сборные фундаменты, позволяющие снижать затраты на их возведение.

Под стены бескаркасных зданий наиболее целесообразно применять ленточные фундаменты, при возведении которых на дно котлована насыпают слой песчаной подготовки толщиной 6… 10 см, который в дальнейшем выравнивают с последующей укладкой на него типовых блоков-подушек, распределяющих нагрузку от стен здания на основание. На блоки-подушки устанавливают в несколько рядов типовые стеновые фундаментные блоки.

В некоторых случаях устраивают прерывистые ленточные фундаменты (рис. 5.5), позволяющие получать существенную экономию материалов. Применение прерывистых фундаментов допускается, при надежных грунтах и относительно небольших нагрузках. Зазоры между плитами заполняют песком с последующим уплотнением.

Рис. 5.5. Прерывистый ленточный фундамент: 1 — стена здания; 2 — фундаментный стеновой блок; 3 — фундаментная плита (подушка)

Блоки-подушки ленточных фундаментов могут быть сплошными (рис. 5.6, а, б), ребристыми (рис. 5.6, в) и пустотными (рис. 5.6, г). Сплошные плиты используют при значительных нагрузках, а ребристые и пустотные — при небольших, причем применение последних позволяет получать экономию строительных материалов. Стены фундаментов собирают из сплошных или пустотелых стеновых фундаментных блоков.

Отдельные сборные фундаменты применяют под колонны каркасных зданий. В зависимости от размерор такие фундаменты могут быть цельными или составными. Наиболее экономичное решение получается при использовании в качестве фундамента одного цельного блока (рис. 5.7, а), имеющего сравнительно небольшие размеры и небольшую массу. Отдельные фундаменты устанавливают в котлованах на песчано-гравийную подготовку, толщина которой должна быть не менее 10 см.

Составные сборные фундаменты в настоящее время используют значительно реже, так как их применение связано с дополнительным расходом арматуры, располагающейся на разных уровнях (рис. 5.7, б).

Возведение составного фундамента может быть целесообразно только после соответствующего обоснования й следующих случаях: если на основание передаются значительные вертикальные нагрузки, т. е. имеющиеся в распоряжении проектировщика типоразмеры одиночных фундаментов не обеспечивают требуемого давления по подошве; существует необходимость возведения фундаментов в сжатые сроки, в целях предотвращения возможного промерзания грунта в зимний период времени.

Рис. 5.6. Конструкции фундаментных, шит

Рис. 5.7. Железобетонные фундаменты:
1 — подколенник; 2 — фундаментная плита цельная; 3 — то же, блочная

Следует учитывать, что при действии значительных изгибающих моментов и горизонтальных усилий отдельные блоки составных фундаментов для обеспечения их совместной работы необходимо соединять между собой с помощью выпусков арматуры, анкеров или сварки закладных деталей.

В последнее время при строительстве каркасных зданий и сооружений стали применять сплошные фундаменты из универсальных сборных блоков. Существует два типа таких блоков со скошенными ребрами (рис . 5.8, а) и повышенной жесткости (рис. 5.8, б). В первом случае сплошная плита образуется в результате замоноличивания швов между блоками, во втором — в результате сварки выпусков арматуры и замоноличивания швов. Данный тип фундаментов по сравнению с традиционными плитными фундаментами, выполняемыми, как правило, в монолитном варианте, имеет ряд преимуществ: обладает повышенной жесткостью и более экономичен в результате уменьшения расхода материалов и сокращения трудозатрат при возведении.

Широкое применение монолитных фундаментов в практике современного строительства сдерживают следующие факторы: большие трудовые затраты при строительстве; незначительная оборачиваемость опалубки; сложность обеспечения твердения бетона в зимний период времени, а также большая продолжительность работ по сравнению с возведением сборных фундаментов.

Однако такие типы фундаментов, как сплошные, ленточные под колонны, массивные, имеющие небольшую площадь опалубки по сравнению с объемом бетона, а также фундаменты сложного очертания под уникальные сооружения и сложное оборудование, выполняют, как Правило, из монолитного железобетона. Причем применение типовой инвентарной опалубки и способов ускорения твердения бетона в зимний период времени во многих случаях обеспечивает необходимую экономичность конструктивного решения монолитного фундамента.

Рис. 5.8. Сплошной сборный фундамент: 1 — ребрй; 2 — колонна; 3 — опорная плита между ребрами; 4 — пазы в плите; 5 — замоноличенный шов; 6 — подколовник; 7 — сварной узел

При возведении коробчатых фундаментов иногда в качестве опалубки применяют сборные тонкостенные железобетонные элементы, которые после окончания твердения основной массы бетона остаются в составе конструкции фундамента.

Рис. 5.9. Конструкция жесткого фундамента

Бетонные, бутобетонные и каменные фундаменты устраивают в монолитном варианте и проектируют как жесткие, так как плохо сопротивляются растягивающим напряжениям. Для предотвращения значительного развития этих напряжений фундаменты уширяются к подошве уступами, размеры которых ограничиваются углом жесткости а в пределах 26…38°, который зависит от материала фундамента, давления на грунт основания и типа грунта. Соотношение между высотой уступа и его выносом h : I принимают в пределах 1:2, 1:3, причем высота уступа должна составлять 0,5…0,6 м (рис. 5.9).

Железобетонные монолитные фундаменты проектируют как изгибаемые конструкции на сжимаемом основании с учетом совместной работы сооружения с грунтом. Сечение и арматуру таких фундаментов назначают с учетом правил проектирования, предъявляемых к железобетонным конструкциям.

Рис. 5.10. Конструкции монолитных железобетонных фундаментов: 1 — колонна; 2 — стакан; 3 — фундамент

Устройство верхней части фундамента зависит от типа опирающихся конструкций и характера передаваемых усилий. Под колонны каркасных зданий в фундаментах устраивают стаканы (рис. 5.10, а) или предусматривают жесткий стык (рис. 5.10, б), для чего в монолитном фундаменте устанавливают специальную арматуру. При использовании железобетонных колонн каркаса стаканную часть фундамента располагают на отметке — 0,150 от поверхности земли, чтобы засыпать пазухи до монтажа колонн, при металлических колоннах обрез фундамента располагают значительно ниже, так чтобы металлический подколенник располагался ниже планировочной отметки.

Монолитные железобетонные конструкции в зависимости от действующих усилий, грунтовых условий и размеров опирающихся на них конструкций могут быть одно-, дву


Фундаменты и фундаментные балки


Фундаменты и фундаментные балки

Конструкции фундаментов существенно влияют на стоимость здания. Так, в общем объеме здания трудоемкость возведения фундаментов составляет 6—8%, а расход железобетона может достигать 20%. По способу возведения фундаменты подразделяют на монолитные и сборные.

По экономическим соображениям фундаменты небольших и средних р-азмеров, а также облегченные фундаменты ребристой и пустотелой конструкций целесообразно выполнять сборными составными или сборными одноблочными, если масса блока не превышает 6 т. Такие фундаменты перевозят и монтируют обычными кранами.

Под колонны каркаса предусматривают отдельные фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены опирают на фундаментные балки. Ленточные фундаменты под ряды колонн или сплошные под здания (за исключением фундаментных плит в универсальных зданиях) устраивают редко — на слабых или просадочных грунтах и при больших ударных воздействиях на грунт технологического оборудования.


Рис. 1. железобетонный каркас одноэтажного здания-

Унифицированные монолитные железобетонные фундаменты, имеющие ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для заделки


Рис. 2. Типы фундаментов промышленных зданий:
а — монолитный; б — сборный составной; в — свайный; г — сборный ребристый; д — сборный пустотелый; е — с подколонником пенькового типа; 1 — ростверк; 2 — свая

В зависимости от величины нагрузки на колонны, ее сечения и глубины заложения подошвы фундаментов предусмотрено несколько типоразмеров фундаментов. Высота фундаментных блоков 1,5 и от 1,8 до 4,2 м, с градацией через 0,6 м; размеры подошвы в плане от 1,5Х-1,5 до 6,6X7,2 м с модулем 0,3 м; размеры подколонника в плане от 0,9X0,9 до 1,2X7,2 м с модулем 0,3 м. Глубина стакана принята 0,8; 0,9; 0,95 и 1,25 м, а высота ступеней — 0,3 и 0,45 м.

Сборные фундаменты могут состоять из одного блока (подколенника со стаканом) или быть составными из подколонника и опорной фундаментной плиты. По расходу бетона, стоимости и затратам труда на возведение сборные фундаменты экономичнее монолитных, но на них больше расходуется стали.

Подколонник устанавливают на плиту по слою цементно-песчаного раствора. При действии на фундамент изгибающего момента соединение подколонника с плитой усиливают сваркой закладных элементов; места сварки заделывают бетоном. Площадь подошвы составных фундаментов может быть доведена до 27 м2.

В целях уменьшения веса и снижения расхода стали под колонны рекомендуется применять сборные ребристые или пустотелые фундаменты. Такие фундаменты достаточно жестки, прочны и трещиноустойчивы.

Фундаменты с подколонниками пенькового типа устраивают под железобетонные колонны большого сечения или под стальные колонны. Пенек, являющийся элементом колонны, устанавливают в период работ нулевого цикла. Пенек с фундаментом и колонну с пеньком соединяют сваркой выпусков арматуры и бетоном, нагнетаемым в швы.

В случаях залегания у поверхности земли слабых грунтов и близкого расположения уровня грунтовых вод под колонны промышленных зданий целесообразнее устраивать свайные фундаменты. Широко распространены железобетоные сваи, имеющие квадратное или круглое (полое) сечение. Головные части свай связывают монолитным или сборным железобетонным ростверком, который служит одновременно подколенником.

Возведение свайных фундаментов взамен обычных значительно уменьшает объем земляных работ, снижает расход материалов, допускает меньшую глубину заложения фундаментов под оборудование (она зачастую обусловлена наличием насыпного грунта от обратной засыпки котлованов фундаментов).

Размеры стакана в плане делают большими сечения колонн: поверху— на 150 и понизу —на 100 мм. Днище стакана располагают на 50 мм ниже отметки пяты колонны. Проектное положение низа колонны фиксируют слоем бетона, укладываемого на дно стакана. Зазоры между стенками стакана и поверхностью колонны заполняют бетоном на мелком гравии. Под спаренные колонны в местах температурных швов и перепадов высот смежных пролетов устанавливают фундаменты с двумя раздельными стаканами.

В целях сокращения числа типоразмеров колонн верх фундаментов независимо от глубины заложения подошвы следует располагать в уровне примыкающей к зданию земли, т. е. на 0,15 м ниже отметки чистого пола цеха. Это позволяет вести монтаж колонн при засыпанных котлованах, после устройства подготовки под полы и прокладки подземных коммуникаций, т. е. после работ нулевого цикла.

Глубина заложения подошвы фундаментов зависит от грунтовых условий и глубины промерзания грунта. При наличии в цехе подвалов, тоннелей или приямков вблизи колонн глубину заложения фундаментов; под эти колонны увеличивают. Разница в отметках заложения фундаментов (даже по одному ряду колонн) может достигать нескольких метров.

Увеличить глубину заложения фундаментов можно путем увеличения высоты их стаканной части, устройства подколонников пенькового типа (или вставок-банкетов), применением песчаной, щебеночной или бетонной подготовки требуемой толщины, а также использованием удлиненных колонн. Первые три варианта позволяют применять колонны той же длины, что и принятые по наименьшей отметке заложения фундаментов. Во всех случаях конструкции фундаментов не изменяются.


Рис. 3. Стыки железобетонных колонн с фундаментами:
а, б — посредством заполнения зазора бетоном; в — при помощи выпусков арматуры (ВНР); г, д — стыки, применяемые в США; 1 — бетон; 2 — арматура; 3 —-стальная прокладка; 4 — стальная труба; 5 — стальная плита; 6 — анкер

Колонны с фундаментами соединяют различными способами. В практике отечественного строительства колонны закрепляют в фундаментах бетоном. Такое крепление является жестким.

Стены каркасных зданий опирают на фундаментные балки, укладываемые между подколонниками фундаментов на специальные железобетонные столбики или на консоли колонн. Наличие фундаментных балок облегчает устройство под стенами тоннелей, каналов и коллекторов для ввода в здание различных подземных коммуникаций. Фундаментные балки, кроме того, защищают пол от продувания в случае просадки от-мостки, вследствие чего конструкция панельных стен без фундаментных балок допускается только для неотапливаемых зданий.

В местах устройства ворот для въезда в цех автомобильного или железнодорожного транспорта фундаментные балки не предусматривают. Железобетонную раму ворот и участки стены в пределах этого шага колонн опирают на монолитную подбетонку.


Рис. 4. Фундаментные балки:
а — типы балок; б — опирание балок на столбики; в — то же, на выпуски арматуры; 1 — набетонка высотой 120 мм; 2 — подливка из раствора толщиной 20 мм; 3 — железобетонный столбик; 4 — стеновая панель; 5 — выпуски арматуры

Железобетонные фундаментные балки при шаге колонн 6 м в зависимости от размеров подколенников и способов опирания имеют длину от 5,95 до 4,3 м. Сечение фундаментных балок — тавровое и трапециевидное (рис. Х-4, а).

Под самонесущие стены из кирпича, мелких блоков и панелей высоту сечения балок принимают 450 мм, а под стены навесные из панелей — 300 мм. Ширина сечения балок поверху в зависимости от типа и толщины стены может составлять 200—520 мм.

При шаге колонн 12 м применяют балки трапециевидного сечения высотой 400 и 600 мм (последние для панельных стен с кирпичным цоколем), шириной поверху 300 и 400 мм; длина балок 11,95—10,2 м.

Верх фундаментных балок должен быть на 30 мм ниже уровня пола (отметка — 0,03 м). Балки устанавливают на подливку из цементного раствора толщиной 20 мм. Раствором заполняют также зазоры между торцами балок и стенками подколонников.

Навесные панели стен допускается опирать на слой набетонки, передавая их массу непосредственно на подколонники. В этом случае фундаментные балки целесообразно опирать на подколонники (а не на столбики) через консоли, выполняемые на каждом торце балок из двух стержней диаметром 18 мм. Длина таких консолей 150 мм. Отсутствие опорных столбиков позволяет упростить опалубку подколонников, снизить расход бетона и трудоемкость возведения фундаментов.

На практике работы нулевого цикла иногда заканчивают ниже отметки —0,15 м. В таких случаях фундаментные балки допускается укладывать на верхние уступы подколонников (при сохранении отметки верха балок — 0,03 м). При этом отпадает необходимость в столбиках, а фундаментные балки требуются одинаковой длины независимо-от места укладки (5,95 и 11,95 м).

По фундаментным балкам для гидроизоляции стен укладывают один-два слоя рулонного водонепроницаемого материала на мастике. Во избежание деформации балок вследствие пучения грунтов снизу и сбоков балок предусматривают подсыпку из шлака, крупнозернистого песка или кирпичного щебня.


Рис. 5. Детали фундаментов крайнего ряда колонн:
1 — песок; 2 — щебеночная подготовка; 3 — асфальтовое покрытие толщиной 20—40 мм;. 4 — гидроизоляция; 5 — колонна; 6 — шлак или крупнозернистый песок; 7 — железобетонные столбики; 8 — фундаментная балка

В отапливаемых зданиях при расположении рабочих мест около наружных стен необходимо утеплять пристенную зону пола цеха на ширину до 2 м. Для этой цели используют шлак, укладываемый слоем толщиной 0,5—0,7 м. По периметру здания устраивают отмостку из асфальта или бетона шириной 0,9—1,5 м, которой придают уклон 3—5% от стены.

Несущие стены в зданиях бескаркасных или с неполным каркасом опирают на ленточные фундаменты, которые, как и в гражданских зданиях, выполняют из сборных элементов.


Новый сервис - Строительные ка лькуляторы online

Требования предъявляемые к фундаментам :

- устойчивость, на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента;

- устойчивость к агрессивным грунтовым водам;

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

- соответствие по долговечности сроку службы здания;

По конструктивной схеме фундаменты разделяются на: ленточные, столбчатые или отдельно стоящие, сплошные и свайные.

Ленточные фундаменты

Монолитные ленточные фундаменты

В простейшем случае - прямоугольные. В большинстве случаев для передачи давления на основание, не превышающего нормативного давления на грунт, приходится уширять подошву фундамента.

Глубина заложения фундаментов должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который можно принять за естественное основание.

Необходимо также учитывать глубину промерзания грунта.

Нормативная глубина промерзания указана в СниПе.

При пучинистых грунтах глубину заложения фундаментов следует считать ниже на 100 мм глубины промерзания.

В непучинистых грунтах глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания.

Фундаменты из бутового камня не отвечают требованиям индустриального строительства (затруднена механизация работ, снижаются темпы строительства, особенно в зимнее время).

Применение бутобетонных и бетонных фундаментов позволяют шире использовать механизацию при их возведении.

Сборные ленточные фундаменты

Для наружных стен 400, 500, 600мм;

Высота фундаментного блока - 580 мм;

Шов для блоков - 20 мм

От одной глубины заложения монолитного ленточного фундамента к другой переходят постепенно с устройством уступов.

Отношение высоты уступа к его длине должно быть не более 1:2, причем высота уступа должна быть не больше 0,5м, а длина - не менее 1м.

На более прочных грунтах отношение высоты уступа к его длине допускается не более 1:1, а высота уступа - не более 1м.

Если здание возводится на сборных фундаментах, высоту уступа можно принимать равной высоте унифицированного блока, т.е. 0,6м; в этом случае длина уступа должна быть не менее 1,2 м.

Расстояние между осями швов - 600 мм (по высоте).

Блоки укладываются с перевязкой швов в шахматном порядке.

Длина - 1180 мм; 2380 мм (собачки) дополнительная толщина - 180 мм.

Фундаментные блоки со швами с железобетонным раствором, на железобетонных подушках высотою - 300 мм, шириною до 2.80 м.

Прерывистые фундаменты под несущие стены

Монолитные железобетонные пояса в районах с повышенной сейсмичностью.

Арматурные стержни + заливка бетоном 5-6 см.

Фрагменты монолитных участков: на углах в местах расположения коммуникаций.

Ленточные панельные фундаменты

В крупнопанельных зданиях отдельные блоки фундаментов и стен подвалов целесообразно заменять крупноразмерными элементами.

Они состоят из сквозных бескаркасных ферм (панелей и блоков или ребристых панелей - подушек).

Столбчатые фундаменты

Когда давление на грунт меньше нормативного, ленточные фундаменты целесообразно заменять столбчатыми.

Фундаментные столбы (бетонные или железобетонные) перекрывают железобетонными фундаментными балками, на которых возводятся стены.

Чтобы устранить выпирание фундаментной балки при пучении грунта, под ней устраивают подушку из песка или шлака толщиной 0,5 м.

Сплошные фундаменты

При слабых или неоднородных грунтах, а также при очень больших нагрузках на колонны во избежание неравномерной осадки фундаменты объединяют систему (ребристой) железобетонной плиты.

При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка, что особенно важно для каркасно-панельных и крупнопанельных зданий повышенной этажности.

Кроме того, он хорошо защищает подвалы от проникновения грунтовой воды при высоком ее уровне, когда пол подвала подвергается снизу большому гидростатическому давлению.

Свайные фундаменты

Они применяются, когда достижение естественного основания экономически или технически невыполнимо из-за большой глубины его заложения при значительных нагрузках, а также в других случаях.

Различают сваи-стойки (опирающиеся на толщину прочного грунта), висячие сваи, которые удерживаются в слабом грунте за счет его уплотнения и передают нагрузку на грунт трением, возникающем между сваей и грунтом.

В зависимости от способа погружения в грунт применяют забивные, набивные, буронабивные, сваи-оболочки, буроопускные и винтовые сваи.

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


Железобетонные сваи могут изготавливаться цельными и составными (из отдельных секций)

Деревянные забивные сваи устраивают там, где существуют постоянные температурно - влажностные условия.

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

На верхние концы свай или на специальные уширения верхних концов (оголовки) укладывают "балки или плиты - ростверки.

Они применяются сборные (железобетонные) или монолитные.

В последнее время разработаны конструктивные решения свайных фундаментов "без ростверков.

В плане сваи могут состоять из одиночных свай - под опоры; лент свай - под стены с расположением в один или более рядов; кустов свай; сплошного свайного поля – под тяжелые сооружения.

Защита зданий от грунтовых вод

Для защиты стен бесподвальных зданий от капиллярной влаги во всех стенах в цоколе укладывают горизонтальную гидроизоляцию из 2-х слоев толя, рубероида или слоя жирного цементного раствора состава 1:2 толщиной 20-30 мм на 150-200 мм ниже уровня пола первого этажа и на 150-200 мм выше отметки тротуара или отмостки.

Фундаменты, находящиеся в агрессивной среде (при наличии в грунтовой воде агрессивных составов), выполняют из бетона на пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе, кроме случаев щелочной активности, когда можно применять цемент любых видов, кроме пуццоланового и шлакопортландцемента.

При напорах воды от 0,1 до 0,2 м для защиты подвала от проникновения воды под пол подвала укладывают слой мягкой жирной глины толщиной 250 мм и бетонную подготовку толщиной 100-200 мм.

Наружную поверхность стен изолируют штукатуркой цементным раствором с последующей обмазкой горячим битумом за 2 раза и забивкой слоем мягкой жирной глины толщиной 200-250 мм.

При напорах воды от 0,2 до 0,8 м возникает опасность всплывания пола, поэтому пол искусственно утяжеляют.

В этих случаях на грунт укладывают бетонную подушку толщиной 100-150мм, поверхность которой выравнивают цементным раствором или слоем асфальта толщиной 20-25 мм с последующей наклейкой по битумной или асфальтовой мастике гидроизоляционного ковра из 2-х или 3-х слоев рубероида, гидроизола, бризола.

Для предохранения этой части гидроизоляционного ковра от механических повреждений устраивают защитную стенку толщиной 120 мм из хорошо обожженного кирпича, выкладываемую на цементном растворе.

При больших напорах воды, когда уровень грунтовых вод превышает уровень пола подвала более чем на 0,8 м, пол устраивают в виде плоской железобетонной плиты, загруженной стенами дома, или в виде плиты с ребрами верх.

На плоскую железобетонную плиту, (а при ребристой - в промежутках между ребрами), укладывают тяжелый бетон, по которому устраивают чистый пол.


Эффективность применения того или иного типа фундаментов зависит от объема, стоимости, трудоемкости и расхода материалов

Свайные фундаменты экономичнее ленточных на 32-34% по стоимости, на 40% по затрате бетона и на 80% по объему земляных работ. Такая экономия позволяет снизить затраты стали увеличиваться - 1 - 3 кг на 1 м 2 .

Читайте также: