Конструкции сборных и монолитных отдельно стоящих фундаментов
Обновлено: 28.04.2024
Ленточные фундаменты. Ленточный фундамент может служить не только несущей конструкцией, передающей нагрузки от здания на основание, но и ограждающей конструкцией помещений подвала. Ленточные фундаменты получили большое распространение в жилищном строительстве для зданий до 10 этажей, выполненных по бескаркасной схеме. На рис. 1а и рис.3представлены план и разрезы ленточного фундамента. Форма фундамента· в плане повторяет очертания капитальных стен здания – несущих и самонесущих. Форма, размеры фундамента в разрезе зависят от материала фундамента, нагрузок от здания, качества грунтов, грунтовых вод, глубины промерзания, местных условий и т. д. Ширину подошвы ленточных фундаментов определяют исходя из величин нагрузок и расчетных сопротивлений грунтов основания. При небольших нагрузках фундамент выполняют как подземную стену увеличенной толщины. При больших нагрузках разница между величиной обреза и подошвой фундамента может быть значительной. Теоретической формой фундамента является трапеция с углом 26-30 0 к вертикальной оси. Переход от ширины обреза к ширине подошвы фундамента обычно выполняют уступами, моделирующими этот угол (в этом случае в теле фундамента не появятся растягивающие усилия).
В зависимости от характера приложенной нагрузки фундамент может быть симметричным и несимметричным.
Широкое применение в гражданском строительстве получили сборные ленточные фундаменты. Сборные ленточные фундаменты (рис. 3) монтируют из двух типов сборных элементов – фундаментных подушек прямоугольного или трапециевидного сечения и блоков стен подвалов ФБС. Стандартные фундаментные подушки имеют следующие размеры (в мм): ширина b = 800 ÷ 3200; длина l = 1200 ÷ 2400; толщина h=300и 500. Фундаментные плиты
По форме: ленточные, отдельностоящие, плитные, свайные. По материалу: деревянные, бутовые, каменные, бутобетонные, бетонные, металлич. По технологии: сборные, сборно–монолитные, монолитные (бетонные, бутобетон., бутовые). Требования к фунд.: прочность, долговечность, устойчивость на опрокидывание и на скольжение, стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессии. Ленточные фундаменты устраивают под все капитальные стены, а в некоторых случаях под рядами колонн в виде сплошной ленты (рис а,б). Отдельностоящие фундаменты - отдельные плиты с установленными на них подколонниками или башмаками колонн. Их устраивают для каркасных зданий. Разновидностью отдельностоящих фундаментов являются столбчатые, которые проектируют для малоэтажных зданий (рис в,г). Сплошные фундаменты - монолитная плита под всей площадью здания или его частью, примен-ся при больших нагрузках на стены и при непрочных грунтах в основании (д,е). Свайные фундаменты (ж) применяют на слабых грунтах, при глубоком залегании прочных материковых пород, больших нагрузках и т. д. Получили широкое распространение для обычных оснований, так как это дает экономию объемов земляных работ и затрат бетона. Свайные фундаменты бывают: висячие, сваи-стойки. Бывают: заводского изготовления, бетонные, буро набивные. По сечению: круглые, квадратные, кольцевые. Бывают с ростверком (монолитный, сборный), без ростверка. Выбор определяется конструктивной схемой, нагрузкой. Расположение свай однорядное, двухрядное в шахм. парядке. При сборном ростверке на сваю добивают оголовок и затем укладывают ростверк.
По методу возведения: индустриальные и неиндустриальные. По величине заглубления в грунт: мелкого (менее 5м) и глубокого (более 5м) заложения.
Рис.3. Ленточные сборные фундаменты:
а – план фундаментов; б – элементы сборных фундаментов; в, ж – переход от одной глубины заложения фундаментов к другой; г , д – сечения фундаментов в зданиях с подвалом и без него;
1 – фундаментная плита; ФЛ; 2 – цеменетно-песчаный раствор; 3 – фундаментные блоки стен подвала ФБС; 4 – вертикальная гидроизоляция: окраска битумом за два раза; 5 – отмостка;
6 – горизонтальная гидроизоляция; 7- конструкция пола; 8 – цокольное перекрытие
укладывают на песчаную подготовку. Поверх них по слою раствора монтируют блоки ФБС, соблюдая перевязку швов. Продольные и поперечные стены ленточных фундаментов в местах сопряжения должны иметь перевязку.
Фундаментные подушки) маркируют буквами ФЛ с добавлением размеров в дм (например, ФЛ-12 - фундаментный блок шириной 120 см и длиной 2380 см).
Фундаменты на глинистых и просадочных основаниях усиливают армированием. Армированный шов устраивают поверху фундаментных подушек. Армированный бетонный пояс завершает стены ленточных фундаментов.
Рис.4. Устройство фундаментов:
а – на неравномерно уплотняемых основаниях; в – в местах деформационных швов
Фундаменты на основаниях с разнородной структурой грунтов разделяют деформационными швами, т.е. сквозными вертикальными зазорами в конструкции фундамента. В месте прохождения шва закладывают доски, обернутые рубероидом, а вертикальные швы с обеих сторон защищают битумной мастикой. Деформационные швы расчленяют все конструкции здания, включая ленточные фундаменты, на отсеки, допускающие вертикальное смещение отдельных частей здания. Этим предупреждается появление деформационных трещин при неравномерной осадке здания.
Отдельностоящие (столбчатые) фундаменты возводят под колонны и столбы (рис.1в, г). Фундаменты выполняют монолитными или сборными.
Столбчатый фундамент состоит из плитной части и подколонника. Если фундамент устраивается под сборную железобетонную колонну, подколонник имеет углубление – «стакан» для установки колонны. Широко распространенной конструкцией фундаментов каркасных зданий из сборного железобетона является отдельностоящий фундамент «стаканного» типа в виде единого блока.
Если фундамент проектируют под монолитную колонну, его выполняют в виде цельной конструкции со сквозной рабочей арматурой.
Для опирания самонесущих стен используют фундаментные балки, которые опирают на верхний обрез фундамента, либо на специально предусмотренные столбики – приливы.
Разновидностью столбчатых фундаментов являются столбчатые фундаменты под несущие стены малоэтажных зданий. Столбчатые фундаменты устанавливаются с шагом до 3 м (обязательно в местах пересечения осей, под простенками). Поверх фундаментов укладывают железобетонные балки или устраивают железобетонный монолитный пояс (рис. 5).
Рис.5. Отдельностоящие фундаменты:
а – план; б – элементы сборного фундамента под железобетонную колонну; в - разрез в здании без подвала
Свайные фундаментыприменяются при строительстве на слабых грунтах, а также при больших нагрузках на основание. Основными элементами свайных фундаментов являются собственно сваи, оголовки и ростверки (рис. 1б). Сваи представляют собой железобетонные, бетонные и реже деревянные или металлические стержни, погруженные в грунт ударным или вибрационным способом, ввинчиванием или бетонируемые на месте, в заранее пробуренных скважинах. В зависимости от способа погружения в грунт различают забивные, набивные, сваиоболочки, буроопускные и винтовые сваи. Забивные железобетонные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов. Эти сваи получили наибольшее распространение в массовом строительстве. В поперечном сечении они могут быть квадратные, прямоугольные, круглые. Деревянные забивные сваи устраивают там, где существуют постоянные температурно-влажностные условия. Набивные сваи устраивают методом заполнения бетонной или иной смесью предварительно пробуренных, пробитых скважин В зависимости от грунтовых условий сваи подразделяют:
на сваи-стойки, которые проходят через слабые слои и опираются на плотный, практически несжимаемый грунт; несущая способность этих свай не зависит от прочности окружающего их грунта;
на висячие, погружаемые в сжимаемые грунты, которые передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом.
Свайные фундаменты могут выполнять в виде (см. рис. 6, а-г) ленты 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. Для равномерного распределения нагрузки на сваи по их верхним концам укладывают распределительные балки или плиты, называемые ростверками. Железобетонные ростверки могут быть сборные и монолитные. В последнее время разработаны конструктивные решения свайных фундаментов без ростверков. Плиты перекрытия в этих случаях опирают на сборные оголовки свай. Монолитный ростверк выполняет функцию фундамента под внутренние и наружные цокольные стены. Ростверк выполняют по слою подготовки, которая на 100 мм шире, чем монолитный ростверк. Для низкого ростверка сваи забивают так, чтобы они были выше отметки подошвы не менее чем на 200 мм. По ростверку укладывают блоки стен подвала до отметки опирания плит, перекрывающих подвальное помещение. При сборном ростверке на сваи надевают сборные головки и по ним устанавливают цокольные панели или ростверковые балки.
Рис.6. Свайные фундаменты:
а –г – расположение свай в плане;
д – сечение фундаментов
Сплошные фундаменты и перекрестные ленты.Сплошные (плитные) фундаменты применяют в следующих случаях:
- если на площадке слабые грунты и значительные нагрузки, которые не могут воспринимать одиночные и ленточные фундаменты для создания допустимого давления на грунт;
- если неравномерная осадка сооружения не допускается или регламентируется, так как фундаментные плиты значительно перераспределяют усилия на основание и делают осадки и давление на него равномерными;
- если имеется техническая необходимость в создании такого фундамента (например, установка технологического оборудования) или необходимость надежной защиты основания от проникновения воды (плиту используют в качестве гидроизоляции). Сплошные фундаменты проектируют в виде плоских плит. Для придания плите большей жесткости ее выполняют ребристой. В зданиях каркасной конструкции места пересечения ребер служат для установки колонн, при бескаркасной конструкции ребра используют в качестве стен подвала, на которые устанавливают несущие конструкции (стены, диафрагмы жесткости).
В каркасных зданиях при необходимости увязки отдельно стоящих фундаментов в единую пространственную систему применяют фундаменты из перекрестных железобетонных лент, которые пересекаются в местах установки колонн. Отсутствие плиты позволяет экономить бетон и сталь. Однако эта конструкция имеет сложную конфигурацию (рис. 2, в).
Для высотных бескаркасных зданий с большими нагрузками при необходимости обеспечить большую жесткость фундаментов, могут выполняться фундаментные конструкции коробчатого сечения (рис. 2б). Ребра такой плиты предусматриваются на полную высоту подвалa, являются стенами и соединяются с перекрытиями, придавая конструкции исключительную жесткость.
Фундамент является соединительным звеном между сооружением и основанием и передает нагрузки от сооружения на грунт. Фундамент должен обеспечивать достаточную прочность для сооружения, сопротивляться влиянию грунтовых вод.
Обустройство фундамента для откатных ворот
Обустройство фундамента для откатных ворот Конструкция откатных ворот предполагает обустройства фундамента, на котором устанавливаются консольные блоки для движения полотна. Как правило, такое основание представляет собой прямоугольную балку, расположенную в земле. Укладывают фундамент на всю длину проема .
Дренаж фундамента. Кольцевой дренаж
Дренаж фундамента для влажных грунтов является необходимым условием и должен применяться при любом типе фундамента. Необходимость применения дренажа фундамента связана с тем, что нередко грунт обладает слабой водопроницаемостью. При этом возможно повышение .
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Фундамент закладывают сразу после земляных работ, чтобы избежать намокания грунта и, как следствие, частичной потери его несущей способности. В случае если этого избежать не удалось, .
ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТА
Существует ряд условий, от которых зависит глубина заложения фундамента. К таким условиям относят: 1) вид здания и его конструктивные особенности (наличие подвалов, количество этажей и .
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА
Проектируя фундаменты, учитывают все нагрузки, которые на него будут накладываться в процессе эксплуатации здания. Здесь должны приниматься в расчет: вес строительных материалов, конструктивные .
ВОЗВЕДЕНИЕ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ФУНДАМЕНТОВ
Отдельно стоящие фундаменты могут быть бесстаканного и стаканного типов, сборными и монолитными. Столбчатые фундаменты под многоэтажные здания устраивают тогда, когда нагрузка на основание незначительна, .
СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Свайные фундаменты дают возможность полностью исключить земляные работы в бесподвальных зданиях или сократить их объем при наличии технического подполья. Сваи принимают нагрузку от стен здания и сооружения .
Свайный фундамент – оптимальный вариант для строительства деревянных домов
Сегодня архитекторы предлагают застройщикам многочисленные по своему исполнению проекты домов. Для возведения недвижимости применяются при этом самые разные материалы и технологии. А начинается все традиционно с фундамента. Он бывает ленточным, плитным, столбчатым и свайным.
Преимущества свайно-винтового фундамента перед другими видами
Прежде всего, необходимо отметить: тип фундамента не выбирают исходя главным образом из критерия экономичности и дешевизны. В данном случае на первом месте должен стоять аспект обеспечения его максимальной надежности и соответствия его характеристик особенностям грунта на .
Основным типом фундаментов, устраиваемых под колонны, являются монолитные железобетонные фундаменты, включающие плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (см. рис. 4.1, а), монолитных — соединением арматуры колонн с выпусками из фундамента (рис. 4.8, а), стальных — креплением башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте (рис. 4.8, б).
Размеры в плане подошвы ( b, l ), ступеней ( b1, l1 ), подколонника ( luc, buc ) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней ( h1, h2 ) — кратной 150 мм; высота фундамента ( hf ) — кратной 300 мм, высота плитной части ( h ) — кратной 150 мм.
ТАБЛИЦА 4.22. ВЫСОТА СТУПЕНЕЙ ФУНДАМЕНТОВ, мм
| Высота плитной части фундамента h , мм | h1 | h2 | h3 |
| 300 | 300 | – | – |
| 450 | 450 | – | – |
| 600 | 300 | 300 | – |
| 750 | 300 | 450 | – |
| 900 | 300 | 300 | 300 |
| 1050 | 300 | 300 | 450 |
| 1200 | 300 | 450 | 450 |
| 1500 | 450 | 450 | 600 |
Модульные размеры фундамента следующие:
| hf | 1500—12000 |
| h | 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800 |
| h1, h2, h3 | 300, 450, 600 |
| b | 1500—6600 |
| l | 1500—8400 |
| b1, b2 | 1500—6000 |
| buc | 900—2400 |
| luc | 900—3600 |
| l1, l2 | 1500—7500 |
Высота ступеней принимается по табл. 4.22 в зависимости от высоты плитной части фундамента [1]. Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c1 = kh1 , где k — коэффициент, принимаемый по табл. 4.23.
Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий
Форма фундамента и подколонника в плане принимается: при центральной нагрузке — квадратной, размерами b×b и buc×buc ; при внецентренной нагрузке — прямоугольной, размерами b×l и buc×luc , отношение b/l составляет 0,6–0,85.
Габариты фундаментов под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям КЭ-01-49 и КЭ-01-55, для одноэтажных промышленных зданий принимаются по серии 1.412-1/77. Буквы в марках фундаментов обозначают: Ф — фундамент; А, Б, В и AT, БТ и ВТ — тип подколонников для рядовых фундаментов и под температурные швы (табл. 4.24), а числа характеризуют типоразмер подошвы плитной части фундамента и его типоразмер по высоте.
ТАБЛИЦА 4.23. КОЭФФИЦИЕНТ k
| Давление на грунт, МПа | Значения k при классе бетона | |||||||||||
| В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | |
 |  |  |  | |||||||||
| 0,15 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 0,2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,9 | 3 | 3 |
| 3 | ||||||||||||
| 0,25 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,5 | 2,8 | 3 |
| 2,6 | 3 | |||||||||||
| 0,3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,7 | 3 | 3 | 2,3 | 2,5 | 3 |
| 2,8 | 2,4 | 2,6 | ||||||||||
| 0,35 | 2,8 | 3 | 3 | 2,7 | 3 | 3 | 2,4 | 2,7 | 3 | 2,1 | 2,3 | 2,7 |
| 3 | 2,9 | 2,6 | 2,9 | 2,2 | 2,4 | 2,9 | ||||||
| 0,4 | 2,6 | 2,9 | 3 | 2,5 | 2,8 | 3 | 2,3 | 2,5 | 3 | 2 | 2,1 | 2,5 |
| 2,7 | 3 | 2,7 | 3 | 2,4 | 2,7 | 2,2 | 2,6 | |||||
| 0,45 | 2,4 | 2,7 | 3 | 2,3 | 2,6 | 3 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 1,9 | 2 | 2,3 |
| 2,5 | 2,8 | 2,5 | 2,7 | 2,2 | 2,5 | 3 | 2,1 | 2,5 | ||||
| 0,5 | 2,3 | 2,5 | 3 | 2,2 | 2,4 | 3 | 2 | 2,2 | 2,6 | 1,8 | 1,9 | 2,2 |
| 2,4 | 2,7 | 2,3 | 2,6 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 2 | 2,3 | ||||
| 0,55 | 2,2 | 2,4 | 2,8 | 2,1 | 2,3 | 2,7 | 1,9 | 2,1 | 2,5 | 1,7 | 1,8 | 2,1 |
| 2,3 | 2,5 | 3,8 | 2,2 | 2,4 | 2,9 | 2 | 2,2 | 2,6 | 1,9 | 2,2 | ||
Примечание. Над чертой указано значение без учета крановых и ветровых нагрузок, под чертой — с учетом этих нагрузок.
ТАБЛИЦА 4.24. РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТОВ
| Размеры колонн, мм | Рядовой фундамент | Фундамент под температурный шов | Размеры стаканов, мм | Объем стакана, м 3 | |||||||
| lc | bc | тип подколон- ника | размеры, мм | тип подколон- ника | размеры, им | hg | lg | bg | |||
| luc | buc | luc | buc | ||||||||
| 400 | 400 | А | 900 | 300 | AT | 900 | 2100 | 800 900 | 500 | 500 | 0,22 0,25 |
| 500 600 600 | 500 400 600 | Б | 1200 | 1200 | БТ | 1200 | 2100 | 800 900 800 | 600 700 700 | 600 500 600 | 0,31 0,34 0,41 |
| 800 800 | 400 500 | В | 1200 | 1200 | ВТ | 1500 | 2100 | 900 900 | 900 900 | 500 600 | 0,44 0,52 |
По высоте приняты следующие размеры: тип 1 — 1,5 м; тип 2 — 1,8 м; тип 3 — 2,4 м; тип 4 — 3 м; тип 5 — 3,6 м и тип 6 — 4,2 м. В табл. 4.25 и 4.26 приводятся в качестве примера эскизы и размеры рядовых фундаментов и фундаментов под температурные швы. Эти фундаменты могут применяться при расчетном сопротивлении основания 0,15—0,6 МПа.
Все размеры фундаментов приняты кратными 300 мм. Применяется бетон класс В10 и В15. Армирование осуществляется плоскими сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Защитный слой бетона принят толщиной 35 мм с одновременным устройством подготовки толщиной 100 мм из бетона В3,5.
ТАБЛИЦА 4.25. РАЗМЕРЫ РЯДОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ
ТАБЛИЦА 4.26. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ
| Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м 3 | |||||
| b | l | b1 | h1 | h1 | hf | |||
 | ФАТ3-1 ФАТ3-2 ФАТ3-3 ФАТ3-4 ФАТ3-5 ФАТ3-6 | 1800 | 2100 | – | 300 | – | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 3,4 4,0 5,1 6,2 7,4 8,5 |
 | ФАТ6-1 ФАТ6-2 ФАТ6-3 ФАТ6-4 ФАТ6-5 ФАТ6-6 | 2400 | 2100 | 1500 | 300 | 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 4,2 4,7 5,9 7,0 8,1 9,3 |
| ФАТ7-1 ФАТ7-2 ФАТ7-3 ФАТ7-4 ФАТ7-5 ФАТ7-6 | 2700 | 2100 | 1800 | 300 | 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 4,5 5,1 6,2 7,4 8,5 9,6 | |
Для опирания фундаментных балок предусмотрена подбетонка (рис. 4.9). Пример конструктивного решения фундамента приведен на рис. 4.10.
Габариты монолитных фундаментов под типовые колонны двухветвевого сечения, в частности для серии КЭ-01-52 одноэтажных промышленных зданий, принимаются по серии 1.412-2/77. Размеры подколонной части таких фундаментов приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части имеют типоразмеры от 1 до 18, а также типоразмер 19, при котором размер подошвы составляет 6×5 м. По высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77.
Железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям ИИ-04, ИИ-20 и 1.420-6 для многоэтажных производственных зданий, принимаются по серии 1.412-3/79.
ТАБЛИЦА 4.27. ТИПЫ И РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННИКОВ
| Размеры колонн, мм | Рядовой фундамент | Фундамент под температурный шов | Размеры стаканов, мм | Объем стакана, м 3 | |||||||
| lc | bc | тип подколон- ников | размеры, мм | тип подколон- ников | размеры, мм | hg | lg | bg | |||
| luc | buc | luc | buc | ||||||||
| 300 | 300 | А | 900 | 900 | AT | 900 | 2100 | 450 450 | 400 | 400 | 0,08 0,12 |
| 400 | 400 | 650 1050 | 500 | 500 | 0,18 0,29 | ||||||
| 600 | 400 | Б | 1200 | 1200 | БТ | 1200 | 2100 | 650 1050 | 700 | 500 | 0,25 0,40 |
Отличие в маркировке фундаментов по сравнению с другими сериями заключается в том, что после цифры, обозначающей типоразмер подошвы, приводится высота плитной части. Размеры подколонной части фундамента приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части включают типоразмеры от 1 до 18 и типоразмер 19 (с размером подошвы 5,4×6 м). по высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77. Монолитные железобетонные фундаменты под железобетонные типовые фахверковые колонны прямоугольного сечения, в частности по шифрам 460-75, 13-74 и 1142-77, принимаются по серии 1.412.1-4. Размеры фундаментов приведены в табл. 4.28. Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное. Фундаменты разработаны для давления 0,15- 0,6 МПа. Применяется бетон класса В10. Армирование осуществляется сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Пример узла опирания колонны на фундамент дан на рис. 4.11.
Под колонны зданий применяются сборные фундаменты из одного или нескольких элементов. на рис. 4.12 приведены решения сборных фундаментов под колонны каркаса для многоэтажных общественных и производственных зданий из элементов серии 1.020-1. Элементы фундамента типа Ф применяются на естественном основании, типа ФС — для составных фундаментов (табл. 4.29). Толщина защитного слоя бетона нижней рабочей арматуры принимается 35 мм, а остальной арматуры — 30 мм. Глубина заделки колонны в фундамент должна быть не менее величин, приведенных в табл. 4.30.
Отдельно стоящие фундаменты могут быть бесстаканного и стаканного типов, сборными и монолитными. Представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью.
- Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости α (≈30-40º), т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения.
-Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн – соединением арматуры колонн с выпуском из фундамента, а стальных колонн – креплением башмака колонны к анкерным болтом, забетонированным.
- Размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника монолитных фундаментов принимаются кратным 300 мм, а высота ступеней - кратной 150 мм.
- При устройстве отдельных фундаментов под стены по обрезу фундаментов, а при необходимости и через дополнительные опоры, укладываются фундаментные балки (рандбалки), на которые упираются подземные конструкции (рис 10.4.а).
- В тех случаях, когда это возможно, сборный фундамент устраивают из одного элемента (рис 10.4.б) или переходят на монолитный вариант фундамента.
- с целью сокращения трудоемкости работ по устройству фундаментов и уменьшению их стоимости создаются новые типы фундаментов, которые в соответствующих грунтовых условиях оказываются более экономичными по сравнению с традиционными типами.
Фундаменты мелкого заложения могут применяться для любых зданий и сооружений и инженерно-геологических условий. Однако при наличии в основании слабых слоев грунта выбор типа фундамента (мелкого или глубокого заложения) должен определяться на основе технико-экономического сравнения вариантов. Чаще всего применяется в строит-ве промышленных зданий.
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.
Столбчатые фундаменты под многоэтажные здания устраивают тогда, когда нагрузка на основание незначительна, а также при заложении фундаментов на большой глубине. Столбчатые фундаменты широко применяют под колонны, столбы гражданских и промышленных зданий с полным и неполным каркасом. Монолитные и железобетонные фундаменты возводят по слою щебня толщиной 5-10 см, втрамбованного в грунт. После чего устанавливают опалубку (рис. 1), укладывают арматурный каркас и осуществляют процесс бетонирования.
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, бетонными и железобетонными. Расстояние между осями фундаментных столбов применяют 2,5…3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6м. 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-0,6 на 0,6 м; бетонных-0,4 на 0,4 м. Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4…5 м), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов. Столбы перекрывают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5…0,6м). Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку выполняют из шлака или керамзита. Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий.
Конструкции нулевого цикла – это подземная часть здания, расположенная ниже нулевой отметки, за которую принимают перекрытие первого этажа. К этим конструкциям относятся фундаменты и цокольные стены. К ним предъявляют требования по обеспечению прочности, устойчивости и долговечности (морозостойкости, сопротивлению воздействия грунтовых и агрессивных вод и др.)
5.1 Типы и классификация фундаментов
Фундаменты зданий должны быть прочными, устойчивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента, долговечными, экономичными и индустриальными. Фундаменты капитальных зданий выполняют из бута, бетона, железобетона, бутобетона и кирпича. При отсутствии других материалов разрешается применять для фундамента хорошо обожженный кирпич. В зависимости от передаваемой нагрузки на грунт и конструктивной схемы здания фундаменты делят на ленточные (в виде непрерывной ленты под всеми несущими стенами), столбчатые (в виде отдельных столбов), сплошные (в виде сплошной плиты под всем зданием) и свайные. В зависимости от необходимой площади подошвы и вида применяемого материала форма поперечного сечения ленточных и столбчатых фундаментов может быть различной. 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 способу возведения фундаменты могут быть монолитными и сборными. В зависимости от глубины заложения подошвы фундаментов различают фундаменты глубокого (более 5 м) и мелкого заложения.
Конструкции фундаментов зависят от конструктивной схемы здания, нагрузок, гидрогеологических условий строительной площадки, наличия средств механизации возможности использования местных строительных материалов. Ленточные фундаменты - устраивают под несущие стены здания. Они подразделяются на сборные и монолитные.
Сборные ленточные фундаменты собирают из железобетонных блоков. Блоки-подушки прямоугольного и трапецеидального сечений высотой 300 и 500мм, длиной от 800 и до 2800мм, уложенные вплотную одна к другой в направлении несущих стен, образуют сплошную ленту. Фундаменты в которых блоки-подушки с расстоянием одна от другой, называются прерывистыми. Расстояние между блоками засыпают песком.
Рис. 1 Конструктивные схемы фундаментов: а – ленточный;
б – столбчатый; в – сплошной; г – свайный; 1 – монолитная железобетонная плита; 2 – сваи; 3 – ростверк; 4 – стена; 5 – фундаментные балки.
Рис. 2 Ленточные фундаменты: а – прямоугольный;
б – то же, с подушкой;
д – гибкий фундамент;
1 – обрез фундамента;
Прерывистые фундаменты экономичнее сплошных. В поисках экономичных решений фундаментов в строительстве применяются пустотелые, ребристые фундаментные блоки-подушки, однако они не нашли широкого применения вследствие сложной технологии изготовления. Существенная экономия материала достигается применением крупноразмерных элементов фундаментов. В некоторых жилых зданиях с поперечными несущими стенами применяют ленточные фундаменты в виде железобетонных плит. В зданиях с продольными несущими стенами применяют фундаменты со стенкой из крупных железобетонных панелей.
Рис. 3 Конструкции ленточных фундаментов:
б – то же , прерывистый;
в – монолитный фундамент (бутобетонный);
г – бутовый фундамент;
1 - фундаментные подушки»
2 – бетонные блоки;
5 – кирпичная облицовка (в ½ кирпича).
Рис. 4 Заглубленные ленточные фундаменты:
а – фундамент из сборных бетонных блоков;
6-перекрытие над подвалом;
11-жесткая минеральная вата;
б – монолитный бетонный или бутобетонный фундамент;
3-бутобетонный ленточный фундамент;
5-проветриваемое подвальное пространство;
в – фундамент из специальных цокольных блоков;
Рис. 5 Сборные ленточные фундаменты из бетонных блоков:
Рис.6 Сборные ленточные фундаменты панельных зданий с поперечными внутренними несущими стенами:
А – фундамент плана при несущих продольных наружных стенах;
Б – то же, при ненесущих;
В – варианты конструкции наружных цокольных панелей;
1-железобетонная фундаментная подушка;
2-наружная цокольная панель;
3-цокольня внутренняя панель;
Рис. 7 Типы сборных блок-подушек:
а, б, в – блок подушки массового строительства; г – блок подушка с предварительно напряженной арматурой; д – то же, с облегченными консолями; е – то же, с горизонтальными пустотами.
Рис. 8 Детали конструкций сборных ленточных фундаментов:
Рис. 9 Конструкции облегченных ленточных фундаментов:
Монолитные ленточные фундаменты выполняют из каменной кладки, бетона или железобетона. Наиболее экономичными из монолитных ленточных фундаментов являются бутобетонные фундаменты. Их выполняют из бетона М75 и бутового камня, вводимого в бетон по мере возведения фундамента. Увеличение ширины фундамента к подошве производят уступами. Минимальное отношение высоты уступа к его ширине зависит от материала фундамента и давления на грунт и колеблется от 1,25 до 2.
Столбчатые фундаменты – устраивают в тех случаях, когда нагрузки от здания вызывают давление на грунт меньше нормативного давления грунта основания или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине (3-5м), что экономически не оправдывает применение ленточных фундаментов. 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 – 5м на глухих участках стен. При расстоянии между столбчатыми фундаментами до 4м иногда устраивают кирпичные армированные перемычки. Столбчатые фундаменты устраивают и под отдельно стоящие опоры зданий: под каменные колонны – сборный фундамент из железобетонных блоков-подушек, а под железобетонные колонны каркасных зданий – из железобетонных блоков-подушек и подколонников стаканного типа.
Рис. 10 Монолитные ленточные фундаменты:
а-схема плана фундамента с маркировкой сечений; б-детали сечений фундаментов под стены зданий с подвалами и техническими подпольями;
Рис. 10 Монолитные ленточные фундаменты:
в-то же под стены зданий без подвалов и технических подполий; 1- окраска горячим битумом за 2 раза; 2 - отмостка; 3-два слоя толя или гидроизола на битумной мастике; 4 - цокольное перекрытие; 5 - конструкция пола по грунту.
Рис. 11 Столбчатые фундаменты малоэтажных зданий:
а - под каменные стены;
б - под панельные стены одноэтажных зданий;
в - под деревянные стены;
1 - фундаментные столбы;
2 - цокольная стенка из кирпича;
5 - фундаментный стакан;
6 - железобетонный столб 120х120мм;
8 - фундаментный блок;
9 - фундаментно-цокольная рандбалка;
10 - стеновая панель;
Рис. 12 Сборные столбчатые фундаменты многоэтажных зданий:
а-под каменные колонны;
б-под сборные колонны;
в-фундамент стаканного типа;
6-заливка цементным раствором;
Под монолитные железобетонные или стальные колонны зданий устраивают монолитные (в большинстве случаев ступенчатые) фундаменты из бута, бутобетона, бетона или железобетона.
Свайные фундаменты – устраивают при строительстве на слабых сильно сжимаемых водонасыщенных грунтах, а также при передаче на основание больших нагрузок от колонн и стен многоэтажных зданий. Применение забивных свайных фундаментов также экономически оправдано при массовом строительстве зданий средней и повышенной этажности. Забивные сваи в поперечном сечении бывают круглыми, призматическими, двутавровыми и цилиндрическими. В панельных зданиях, с перекрытиями из панелей размером на конструктивную ячейку, применяют наиболее экономичный вариант конструкции свайного фундамента – безростверковый фундамент, при котором плиты перекрытий опирают на точно установленные (с отклонением верхней плоскости не более 10 мм) сборные оголовки свай. Для равномерного распределения нагрузки от здания на все сваи, располагаемые рядами или в шахматном порядке, головы свай заделывают в бетонную или железобетонную плиту. Свайные фундаменты имеют ряд преимуществ перед ленточными (см.табл. № 1).
Таблица №1. Сравнительные технико-экономические показатели ленточных и свайных фундаментов 80-квартирных жилых домов.
Рис. 13 Свайные фундаменты:
б-на висячих сваях;
в-на монолитных набивных сваях;
г-на железобетонных забивных сваях;
д-узел колонны 1-го этажа и рандбалки;
10-уплотненная грунтовая оболочка;
Рис. 14 Свайные фундаменты: А – схема плана фундамента под здание с продольными несущими стенами; Б – то же, с поперечными; а-план свайного поля; б-план ростверка; В - расположение свай в плане; а-однорядное; б-шахматное; в-двухрядное; г-куст свай под колонну;
1-свая; 2-монолитный ростверк; 3-бетонная или щебеночная подготовка; 4-сборный ростверк под колонну; 5-сборный огловок; 6-сборный ростверк;
Плитные фундаментыприменяются при необходимости защиты от высокого уровня грунтовых вод. Их 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. 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. 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.
Рис. 15 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.
Рис. 16 Фундаменты каркасно-панельного здания:
А – схема плана; Б – схема разреза при фундаментных подушках; В – то же, при фундаментах стаканного типа;
1-наружная цокольная панель; 2-цокольное перекрытие; 3-пирамидальное основание колонны; 4-фундаментная подушка; 5-фундаментная балка; 6-фундаментный стакан; 7-фундаментный блок.
Рис. 17 Фундаменты смежных зданий:
1-фундамент существующего строения;
2-вновь возводимый фундамент;
4-межевая линия (межа).
Глубиной заложения фундаментаназывается расстояние от отметки планировки грунта до подошвы фундамента. Глубину заложения фундаментов при проектировании определяют на основе исходных требований, оговоренных в задании на выполнение проекта (район строительства, тип и состояние грунтов основания, этажность, конструкции и технология возведения здания), и принимают в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 (Основания зданий и сооружений). В проектировании для определения глубины заложения фундаментных конструкций допускается пользоваться схематической картой изотерм нормативных значений глубины промерзания суглинистых и глинистых грунтов. (рис.18)
Рис. 18 Изотермы нормативных значений глубины промерзания грунтов.
Рис. 19 Схема определения глубины заложения ростверка и сваи
5.2 Гидроизоляции
Гидроизоляциюустраивают в целях защиты стен здания от увлажнения грунтовой водой, поднимающейся по порам материала стен. В зданиях без подвалов гидроизоляцию стен устраивают из двух слоев рубероида, склеенных битумной мастикой и укладываемых в горизонтальные швы на уровне 10-15см от перекрытия и 15-25см от отмостки или тротуара. При полах на грунте, кроме горизонтальной устраивают и вертикальную гидроизоляцию путем обмазки битумной мастикой поверхности стены, соприкасающейся с грунтом. Если уровень грунтовых вод ниже пола подвала, то гидроизоляцию стен здания с подвалом осуществляют в двух уровнях: в уровне подготовки под подвалы и не менее 15см выше уровня отмостки. Вертикальную гидроизоляцию в этом случае делают путем обмазки горячим битумом в два слоя поверхности стены подвала соприкасающейся с грунтом. По гидроизоляционному ковру в конструкции пола подвала располагают слой загрузочного бетона, весом которого уравновешивают давление воды. При больших давлениях воды напор гасят путем устройства пола подвала по сплошной железобетонной плите. Во избежание нарушения гидроизоляции в стыке между полом и стеной при их независимых осадках устраивают эластичный замок из пакли, смоченной в битуме.
Рис. 20 Гидроизоляция фундаментов:
Рис. 22 Фундаменты на вечномерзлых грунтах:
а-схема ленточного фундамента здания с проветриваемым подвалом;
б-деталь ленточного фундамента;
в-схема здания на сваях;
4-нетеплопроводная водонепроницаемая отмотка;
5-противопучинистые засыпки (песок, гравий);
Рис. 23 Стадии выполнения работ по устройству и утеплению фундаментов. Лучше всего работы по укладке теплоизоляции начинать сразу же после подготовки основания фундамента.
Рис. 24 Нагрузки, действующие на дом.
Рис. 25 Расчетная схема для определения нагрузок на основание.
Рис. 26 Способы усиления фундаментов:
а-уширение подошвы фундамента сборным железобетоном;
б-то же, монолитным;
в-усиление стены подвала и фундамента железобетонными обоймами;
г-усиление фундамента выносными сваями;
2-сборные железобетонные плиты;
4-железобетонная дополнительная часть фундамента;
9-сгнившие ростверк и сваи;
10-выносные набивные сваи.
Список литературы
1. Кудишина Ю.И. «Металлические конструкции», М., 2007 г;
2. Маилян Р. Л., Маилян Д. Р. Веселов Ю. А «Строительные конструкции», учебное пособие, Ростов-на-Дону, Феникс 2004 г.
3. Микульский В.Г., Горчаков Г.И. «Строительные материалы», АВС 2002 г.
4. Строительные нормы и правила 2.03.01-85* Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования, М., 1984 г;
5. Мельников Н. П. «Металлические конструкции за рубежом» М., 1971 г;
6. Гершберг О. А. «Технология бетонных и железобетонных изделий», 3 изд., М., 1971 г;
7. Якубовский Б. В. «Железобетонные и бетонные конструкции», М., 1970 г;
8. «Инструкция по проектированию железобетонных конструкций», М., 1968;
9. Стрелецкий Н. С., Стрелецкий Д. Н., Проектирование и изготовление экономичных металлических конструкций, М., 1964 г (Материалы к курсу металлических конструкций, в.4);
10. Михайлов В. В., Предварительно напряженные железобетонные конструкции, М., 1963 г;
11. Стрелецкий Н.С. «Металлические конструкции», М., 1961 г;
12. Сахновский К. В., «Железобетонные конструкции» 8 изд., М., 1959 г;
13. Справочник проектировщика, [т. 5] — Сборные железобетонные конструкции, М., 1959 г;
Читайте также: