Основные конструктивные схемы фундаментов жилых малоэтажных жилых домов

Обновлено: 14.05.2024

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.

Фундаментом называется подземная часть здания, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая эти на­грузки на основание (грунт). Материалоемкость фунда­мента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10. 30%.

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фунда­мента, или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основа­нием, — подошвой фундамента, ее уширение — подуш­кой.

Конструкции фундаментов проектиру­ют с учетом характера несущего остова зда­ний и сооружений и степени чувствительности их к возможным осадкам, характера геологи­ческих и гидрогеологических условий участка, условий района строительства, наличия мест­ных строительных материалов и средств ме­ханизации, мощности материально-технической базы.

Грунты, в которых присутствует значи­тельное количество глины (супеси, су­глинки и глины), называют вспучиваю­щимися при замерзании (пучинистыми). Остальные грунты (пески, гравелистые и др.) со­ставляют группу невспучивающихся при замерзании (непучинистых).

Конструктивные решения фундаментов.

По виду конструкции различают ленточ­ные, столбчатые, сплошные и свайные фундаменты. В за­висимости от технологии возведения фунда­менты бывают сборные и монолитные.


Основные конструктивные схе­мы фундаментов для малоэтажных жилых зданий:

а — ленточный фундамент;

б — столбчатый;

в — фун­дамент в виде сплошной железобетонной плиты;

г — фундамент на коротких сваях;

д — ленточный фун­дамент на песчаной подушке;

1 — стена; 2 — лента фундамента; 3 — столб; 4 — фундаментная балка; 5 — монолитная железобетонная плита; 6 — ростверк; 7 — свая; 8 — песчаная подушка.

Изготовляют такие фундаменты из местных строительных материалов (ес­тественный камень, бутобетон, красный кирпич и др.), а также использу­ют монолитный бетон или сборные бе­тонные и железобетонные блоки.

Если в проекте дома предусматривается наличие подвала, большого приямка или цокольного этажа, то фундамент должен быть ленточной конструкции, чтобы успешно выполнять функции стены подвала. Состояние грунта мо­жет оказать влияние на выбор вариан­та архитектурного решения подземной части дома. Например, если дом ста­вят на грунты с высоким уровнем стоя­ния грунтовых вод, то толщина стенок ленточного фундамента увеличивается за счет дополнительных элементов гидроизоляции, что приводит к некото­рому уменьшению площади помещений подземной части. Кроме того, может возникнуть угроза поднятия («всплы­тия») подвальной части вместе с до­мом или части дома с приямком под действием напора грунтовых вод. В этом случае обычно приходится отка­зываться от проектирования подзем­ных помещений или проектировать до­рогостоящую конструкцию фундамента с якорями в грунте или пригрузом по­ла подземных помещений. Практика эксплуатации малоэтажных жилых зданий с фундаментами глубокого за­ложения показала, что вспучивающие­ся при замерзании грунты постепенно выталкивают такие фундаменты из земли. Чтобы нейтрализовать неже­лательный эффект вспучивания при замерзании грунта, проекти­руют дома без подвалов на фунда­ментах мелкого заложения с основани­ем в виде песчаной подушки. При устройстве песчаной подушки грунт вынимают на глубину ниже промерза­ния не менее 0,2 м и засыпают выемку крупнозернистым песком с проливкой водой и с уплотнением послойно. За­сыпку ведут до отметки — 0,5 м от уровня планировки участка. На полу­ченное таким способом искусственное основание устанавливают фундаменты мелкого заложения. Когда под домом располагается грунт очень разнородный по степени вспучивания при замерзании, то прихо­дится проектировать фундамент в виде сплошной плиты из монолитного желе­зобетона и на песчаной подушке. В не­которых случаях оказываются эффек­тивными свайные фундаменты, глуби­ну заложения которых принимают зна­чительно ниже глубины промерзания грунта, где силы бокового трения неза­мерзающего слоя превышают силу тре­ния от вспучиваемого слоя. Реже на таких грунтах ставят столбчатые фун­даменты из монолитного железобетона с уширением подошвы, так как изго­товление их требует больших трудо­затрат.

2.1.1 Ленточные фундаменты в виде сплошных стенок устанавливают по всему контуру стен. Размер подошвы фундамента определяют расчетом в за­висимости от массы надземной части, материала фундамента и несущей спо­собности грунта. Толщину его стенки определяют расчетом на прочность и в зависимости от технологических осо­бенностей материала. Для изготовления ленточных фун­даментов используют любые строи­тельные материалы, кроме дерева.


а — на песчаной подушке; б — бутобетонный фундамент; в, г — бутовый фундамент; д — то же, с кирпичной облицовкой; е — бетонный фундамент дома с подвалом; ж — из сборных сплошных бетонных блоков;


1 — бетонная подготовка; 2 — фундаментная стена (цоколь); 3 — фун­даментный стеновой блок; 4 — гидроизоляция; 5 — стена надзем­ной части здания; 6 — бутобетон; 7 — бутовая кладка; 8 — уровень пола первого этажа (±0,00); 9 — кирпичная облицовка: 10 — пол подвала; 11 — песчаная подушка; 12 — надподвальное перекрытие; 15 — отмостка.

Чаще всего такие фундаменты устраивают под зданиями с каменными стенами (крупно­блочными, кирпичными и др.). Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на осно­вание очень важна, когда на строительной пло­щадке есть неоднородные по сжимаемости грунты, просадочные или слабые грунты с про­слойками.


Ленточные и прерывистые фундаменты:

а - ленточный сборный при отсутствии подвала;

б - прерывистый сборный;

в - ленточный из бутового камня;

г - ленточный при наличии подвала и высоком уровне фунтовых вод

Монолитные ленточные фунда­менты выполняют из бута, бутобетона, бе­тона, железобетона, крупнопористого бетона и грунтобетона.

На скальных грунтах чаще используют бутобетонные фундаменты. Их выполняют из тяжелого бетона марки 75 и выше с введением в бетон по мере возведения фундаментов бутового камня («изюма») до 30—40% объема. Этот мате­риал лучше заполняет неровности по­верхности скального основания. Стенку из бутобетона делают толщиной не ме­нее 0,35 м в зависимости от размера камней заполнения. Бутобетонные фундаменты устраивают по щебеночной под­готовке толщиной 50—100 мм, втрамбованной в грунт.

Ленты фундаментов из бутового камня отли­чаются меньшим расходом цемента, но имеют большую трудоемкость и мате­риалоемкость. Из-за размера камней по стандарту минимальную ширину лент принимают не менее 0,5 м, при применении постелистого бута - плитняка толщина стенки может быть умень­шена до 0,3 м. Для бутовых фундаментов применяют тяже­лые природные камни, обычно из известняка или песчаника марки не ниже 200.

Верхний обрез бутобе­тонных и бутовых фундаментов ввиду неточ­ности плоскости обреза следует увеличить на 80—100 мм.

Для передачи нагрузки на большую пло­щадь основания применяют уширение к по­дошве, которое в бутовых и бутобетонных мо­нолитных фундаментах производится уступа­ми. Высота уступа принимается не менее 300 мм для бутобетонных массивов, а для бу­товых — два ряда кладки, или 350—600 мм. Отношение высоты уступа к его ширине при­нимают из условия исключения растягивающих напряжений в нижней части фундамента в пределах 1,25—1,75, в зависимости от давления на грунт и марки бетона или раствора. При небольших нагрузках на основание и при хороших грунтах ширину фундаментов книзу можно не увеличивать.

.Монолитные ленточные железо­бетонные фундаменты применяют в тех случаях, когда требуется значительное развитие ширины подошвы ленты при мини­мальной ее высоте. Такое решение фундамен­тов встречается редко. Оно может быть при­менено при слабых грунтах и при высоком уровне грунтовых вод, когда заглубление фундаментов экономически нецелесообразно.

Сборные ленточные фундаменты под стены сооружают из фундаментных блоков-подушек и из фундаментных стеновых бло­ков. Для малоэтажных зданий фундаменты выполняются из фундаментных стеновых бло­ков, образующих соответственно подошву и стену фундамента. Блоки изготовляют сплошными из легкого бетона или пустотелыми из тяжелого бетона (высотой 0,6 м, длиной до 2,4 м и шириной 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 м). Фундаментные стеновые блоки часто выполняют из более прочных ма­териалов, чем надземные стены здания, по­этому фундаментные стены могут быть тонь­ше стен здания. Свес стен здания должен быть при этом не более 130 мм. Фундаментные блоки укладывают на вы­ровненную поверхность основания при песча­ных грунтах или на слой утрамбованного пес­ка толщиной около 100 мм при прочих грун­тах. Под пустотелые подушки следует делать бетонную подготовку.

Столбчатые фундаменты.

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки на основание на­столько малы, что давление на грунт от фун­дамента здания меньше нормативного давле­ния на грунт или когда слой грунта, служа­щий основанием, залегает на значительной глубине (3—5 м) и применение ленточных фундаментов экономически нецелесообразно.


Для малоэтажных домов применение столбчатых фундаментов целесообразно при глубине залегания грунта основания более 2—3 м. Такие фундаменты эко­номичнее ленточных.

Столбчатый фунда­мент бутовый:

a - план фундамента; б - сечение по цоколю;

1 - бутовый столб; 2 - зазор 50 мм; 3 - отмостка;4 - гидроизоляция; 5 - рядовая перемычка; 6 - горбыль.


Состоят столбчатые фунда­менты из столбов и фундаментных балок или перемычек. Стол­бы устанавливают под углами наружных стен, на пересечениях наружных и внутренних стен и в промежутках между ними, и под простенками с определенным шагом, который опре­деляют расчетом в зависимости от мас­сы здания и несущей способности грунта. Фун­даментные балки или перемычки устанавливают по всему контуру стен (аналогично лен­там). Они принимают на себя нагрузку от стен и передают ее на столбы.

Перемычки могут быть кирпичными с уст­ройством армированного шва под нижним ря­дом кирпича или железобетонными (монолит­ными или сборными). Перемычки обычно при­меняют при пролетах до 4 м. При больших пролетах применяют железобетонные фунда­ментные балки (сборные или монолитные), называемые иногда рандбалками. Фундаментные балки из де­рева используют только под деревян­ные стены. При пучинистых грунтах под перемычками и фунда­ментными балками оставляют свободный за­зор величиной 40—50 мм с устройством по­душки из песка или шлака толщиной 0,5— 0,6 м. Столбчатый фунда­мент сборный


железобетонный под несущие стены.

Конструктивные схемы фунда­ментных балок и их пропорции в зави­симости от шага столбов.

а — фрагмент общего вида столбчатого фундамента;

б—е — фундаментные балки под каменные и дере­вянные стены; ж, и, к — фундаментные балки под деревянные стены;

1 — стена; 2 — фундаментная балка; 3 — столб; 4 — каменная стена; 5 — деревян­ная стена; 6 — сборная железобетонная фундамент­ная балка; 7 — сборные железобетонные перемыч­ки, балочные усиленные; 8 — монолитная железобе­тонная балка; .9 — рядовая армокирпичная балка, 10 — армокирпичная балка со стальными каркасами в вертикальных швах кладки; 11 — деревянная бал­ка; 12 — то же, из брусков; 13 — то же, составная из досок.


Столбы квадратного сечения в по­перечнике изготовляют из сборных бе­тонных блоков, из монолитного бетона, красного кирпича, природного камня. Размеры столбов принимают по расче­ту на прочность (материала и грун­та). Для малоэтажных жилых зданий размер подушки столбов не превы­шает 1 м, а горизонтальное сечение столба может быть равным размеру подошвы или быть меньшим. В по­следнем случае высоту подушки при­нимают не более 0,3 м. Размер сечения столбов и их шаг зависят от веса дома, материала фундамента и прочности грунта.

Каменный столбчатый фунда­мент:

2 — цоколь; 4 — гидроизоляция; 5 — стена надзем­ной части здания; 11 — песчаная подушка; 13—столбчатый фундамент; 14 — фундаментные бал­ки (перемычки); 15 — отмостка.

Под малоэтажные здания с массивными стенами обычно возводят бутобетонные столб­чатые фундаменты. Размеры сечения бутобе­тонных столбов принимаются не менее 400 мм. Минималь­ные размеры столбов из бутового камня - 60x60 см, из кирпича - 51x51 см. Столбы можно армировать по высоте через каждые 25-30 см арматурной сеткой или проволокой. Под одноэтажные каркасные здания допускается ставить угловые столбы из кирпича размером 38x38 см, а промежу­точные - 38x25 см.


План и сечения столбчатых фундаментов:

1 - железобетонный столб; 2 - утеплитель; 3 - песчано-шебеночная подсыпка; 4 - кирпичная стена; 5 - железобетонный ростверк; 6 - воздушная полость; 7 - отмостка; 8 - глина; 9 - насыпной грунт; 10 - уровень земли до начала строительства; 11 - материковый грунт; 12 - расчетный уровень промерзания грунта; 13 - уровень грунтовых вод в период промерзания грунта; 14 - песчаная подушка.

Деревянные столбчатые фундамен­ты чаще встречаются при реконструк­ции старых построек и могут быть использованы при строительстве дере­вянных домов на болотистых грунтах и на вечной мерзлоте. Проектируют их в виде тумб или столбов на лежнях и крестовинах. Тумбы ус­танавливали на песчаных сухих грун­тах, изготовляя из дуба, осины, лист­венницы и кедра диаметром не менее 0,4 м. Столбы на лежнях и крестови­нах применяли на болотистых грунтах, они более долговечны из лиственницы и кедра.


Конструктивные схемы столбчатых деревянных фундаментов:

а — на тумбах; б — на лежнях; в — на крестовинах;

1 — деревянная стена; 2 — бревно фундаментной балки; 3 — тумба; 4 — брус фундаментной балки; 5 — лежень; 6 — крестовина.

2.1.3 Фундаменты на коротких сваях оказались наиболее экономичными для строительства жилых малоэтажных зданий. Такие фундаменты исключают из процесса строительства операции по земляным работам. Короткие сваи удерживаются в грунте в основном за счет сил бокового сцепления с грунтом. В районах с вечной мерзлотой свай­ные фундаменты удобны для устрой­ства проветриваемых подполий, сохра­няющих структуру вечной мерзлоты грунта. Для домов из дерева лучшими являются деревянные сваи диаметром 0,2. 0,3 м, которые вмораживают в скважины. Дерево препятствует пере­даче теплоты от помещений к мерзло­те, предупреждая опасное подтаивание грунта у сваи. В других районах для малоэтажного строительства использу­ют короткие железобетонные забивные сваи, чаще квадратного сечения 150х150 мм, 200x200 мм, или буронабивные сваи диаметром 300, 400 мм и бо­лее. Глубину заложения коротких свай принимают не более 2,5 м.

Сваи располагают под стенами по аналогии со столбчатыми фундамента­ми, но с меньшим шагом, который оп­ределяют расчетом. По верху свай устраивают ростверк. Балки ростверка имеют много общего с фундаментными балками. Для их изготовления исполь­зуют те же материалы.

2.1.4 Сплошную плиту фундамента под малоэтажные дома проектируют толь­ко в случаях строительства зданий на грунтах с неравномерной осадкой или вспучиванием и при высоком уровне стояния грунтовых вод (в зданиях с подвалом). Плиту выполняют из монолитного тяжелого железобетона тол­щиной не менее 100 мм. Толщину пли­ты определяют расчетом в зависимости от массы здания, прочности грунтов и расстояния между стенами. Для домов без подвала плиту фундамента уста­навливают на песчаную подушку, что уменьшает неравномерность осадки грунтов. В зданиях с подвалом плита фундамента одновременно выполняет функции основания пола.

Тест Тулуз-Пьерон (корректурная проба): получение информации о более общих характеристиках работоспособности, таких как.

Пример оформления методической разработки: Методическая разработка - разновидность учебно-методического издания в помощь.

Историческое сочинение по периоду истории с 1019-1054 г.: Все эти процессы связаны с деятельностью таких личностей, как.

Поиск по сайту

Фундамент является основным конструктивным элементом несущего остова здания, принимающим на себя все нагрузки от здания и передающим их на грунт.В общих затратах на возведение здания доля фундаментов составляет по стоимости 8 – 10%, по трудоемкости 10 – 15% и по материалоемкости фундамента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10 – 30%.

Работа фундаментов осуществляется в сложных условиях. Они подвергаются разнообразным силовым и несиловым воздействиям (рис.7.2). Такие силовые воздействия, как нагрузки от массы здания и грунта, отпор грунта, силы пучения, сейсмические удары, вибрации вызывают появление различного вида сжимающих, сдвигающих и изгибающих напряжений, результатом которого могут быть недопустимые деформации и разрушения.

Рис.7.2. Воздействия на фундаменты. Силовые: 1 – нагрузка от здания; 2 – боковое давление грунта; 3 – сейсмические нагрузки; 4 – силы пучения грунта; 5 – упругий отпор грунта; 6 - вибрация. Несиловые: 7 – температура грунта; 8 – температура помещения подвала; 9 – влага грунта; 10 – влага воздуха подвала; 11 - агрессивные примеси в воде и в воздухе; 12 – биологические факторы

Несиловые воздействия: переменные температура и влажность, избыточное увлажнение, воздействие химических веществ, деятельность насекомых, грибков и бактерий – могут привести как к появлению напряжений и разрушений в фундаментах, так и к нарушению эксплуатационного режима помещений здания.

Чтобы противостоять различного рода воздействиям и обеспечить необходимые условия эксплуатации здания, фундаментыдолжны отвечать ряду требований. Основные из них: прочность, долговечность, устойчивость на опрокидывание и на скольжение, стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессии. Наряду с эксплуатационными фундаменты должны удовлетворять и экономическим требованиям минимума затрат труда средств и времени на возведение. Разнообразие материалов и конструктивных решений зданий, климатических и грунтовых условий определило множество различных видов фундаментов, используемых в современном строительстве.

Ленточные сборные фундаменты состоят из ж/б плит - подушек и бетонных блоков стен подвала. Подушки могут укладываться как в виде непрерывной ленты с конструктивным зазором 20 мм, так и прерывистыми с зазором до 300 мм. Подушки укладываются непосредственно на основания или песчаную подсыпку толщиной 100-150 мм. Стеновые блоки укладывают по подушкам на цементном растворе с обязательной перевязкой верхних вертикальных швов не менее 300мм.



При строительстве зданий на участках со значительным уклоном фундаменты выполняют с продольными уступами. Высота уступа не более 0,5 м, длина - не менее 1 м.


Столбчатые фундаменты. В бескаркасных малоэтажных зданиях без подвалов при небольших нагрузках на фундамент непрерывные ленточные фундаменты целесообразно заменять столбчатыми, располагаемыми обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен, а также в промежутках между ними с определенным расчетным шагом.

Столбчатые фундаменты состоят из фундаментных подушек, столбов, фундаментных балок. Фундаментные балки устанавливают по всему контуру стен аналогично ленточным фундаментам. Они принимают на себя нагрузку от стен и передают ее на столбы. Для предохранения балок от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки под ними устраивают песчаную подсыпку. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку выполняют из шлака или керамзита.


Столбчатые одиночные фундаменты применяют для отдельно стоящих колонн или столбов при возведении зданий с каркасной конструктивной системой.



Сплошные фундаменты устраиваются при большой передаваемой на грунт нагрузке. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания из монолитного железобетона. При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышенной этажности.


Свайные фундаменты устраиваются при строительстве на слабых, сильносжимаемых грунтах при передаче на основание большой нагрузки, а также в случае, когда достижение естественного основания экономически или технически нецелесообразно из-за большой глубины его заложения.

Железобетонные сваи изготавливают сплошные квадратного сечения (от 250×250 мм до 400×400мм) и прямоугольные (250×350 мм), а также трубчатого сечения диаметром 400-700 мм. Сваи могут быть короткими – от 3 до 6 м (для малоэтажных зданий) и длинными – более 6 м.

В зависимости от величины нагрузки передаваемой на основание и механических свойств грунта сваи под стены располагают следующими способами:

в) в шахматном порядке.

Если в здании предусмотрены колонны, то под них устанавливается куст свай.

Для обеспечения равномерной передачи нагрузки от стен на сваи по их верхним концам укладываются монолитные или железобетонные распределительные балки, называемые ростверком, а на куст свай - оголовки.

Высота ростверка определяется расчетом, но не менее 300 мм. Оси свай должны совпадать с осями ростверка. Расстояние между смежными сваями назначается не менее тройной толщины или диаметра свай.

По способу передачи вертикальной нагрузки на грунт сваи делят на:

сваи - стойки - проходящие через слабые слои грунта и опирающиеся своими концами на прочный грунт;

висячие сваи - не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом.

Малоэтажные жилые здания обычно строят в селыской местности и в зонах рабочих поселков высотой в 1…3 этажа. Основную группу таких зданий составляют одноквартирные и двухквартирные дома усадебного ти­па, в надземной части которык распо­лагают не более двух этажей, а в под – земной—один подвалыный или цоколы – ный этаж (рис. Ш.1). В состав мало­этажного жилого дома входят следую­щие основные элементы: фундамент, стены, перегородки, перекрытия и крыша. Стены по ограждающий функ­циям различают наружные и внутрен­ние, по несущим функциям — наруж­ные стены могут быты несущими и самонесущими, внутренние стены — толыко несущими. Фундаменты в ос­новном выполняют несущие функции— принимают на себя нагрузку от над­земной части здания и передают ее на грунт. Исключение составляют стены подвала, где ленточные фундаменты выполняют функцию подземных стен, которые преграждают доступ влаги грунта в помещения подвала. В этом же случае при наличии высокого уров­ня грунтовых вод появляется необхо­димость в дополнителыном конструк­тивном элементе несущей конструкции пола (железобетонной плиты или несу­щего короба).

Основные конструктивные элемен­ты малоэтажных домов (фундаменты, стены и перекрытия) в совокупности составляют несущий остов здания. Си­стема остова состоит из взаимосвязан­ных несущих и загружающих частей. Так, в одноэтажном здании несущие элементы чердачного перекрытия (бал­ки) должны восприниматы нагрузку от собственной массы, массы материа­лов ограждения и массы предметов, которые могут оказатыся на чердаке в процессе эксплуатации здания (по­лезная нагрузка), и передаты ее на стены. По отношению к стенам чердач­ное перекрытие является загружаю­щей частыю остова, а стена—несущей частю остова. Одновременно для несу­щих элементов чердачного перекрытия масса ограждения (утеплителы и др.)Л и полезная нагрузка являются тоже загружением. В свою очереды стены воспринимают нагрузку перекрытия чердака, крыши и собственной массы, передают ее на фундаменты, которые с собственной массой передают все воспринятое на основание. В такой системе конструктивных элементов остова фундаметы являются несущими для всех расположенных выше частей дома, а стены несущими для частей перекрытий и крыши и т. д.

В системе несущего остова разли­чают две основные группы несущих конструктивных элементов — горизон – талыные (балки над проемами фунда­ментов и стен и перекрытия) и верти­калыные (фундаменты, стены и стол­бы). Все эти элементы должны удов- летворяты требованиям прочности и жесткости, а к вертикалыным элемен­там еще предъявляется требование устойчивости.


Рис. III.1. Одноквартирный мансардный дом:

и, б — фасады; в — план; г — план мансарды; д — разрез /—/; е — план подвали; / — фунда­мент; 2 — стена подвала; 3 — наружная стена; 4 — внутренняя стена; 5 — перекрытие над подвалом; 5 — междуэтажное перекрытие; 7 — чердачное перекрытие; S — крыша над черда­ком; 9 — крыша совмещенная

По степени народнохозяйственной значимости класс капиталыности мало-, этажных жилых зданий установлен в пределах n…IV. Степены огнестойко­сти таких зданий в основном зависит от материала стен, перекрытий и при­нимается в пределах II…V. По долго – вечности конструкции малоэтажных домов проектируют в пределах II…IV степени. При этом несущие элементы обязателыно проектируют из более долговечных и огнестойких материа­лов, чем загружающие. Например, на деревянные стены никогда не опирают перекрытия из железобетона.

III. 2. Классификация несущих остовов, жесткость и устойчивость остовов малоэтажных зданий

Расположение вертикальных несущих элементов надземной части малоэтажного жилого дома определяет систему его остова. В настоящее время широкое применение получили дома с системами стенового остова — остов с поперечными несущими стенами с большим шагом (расстояние между стенами более 4,8 м) и малым шагом (до 4,8 м), остов с продольными несу­щими стенами (чаще с большим шагом стен), остов с перекрестными несущи­ми стенами и коробчатый остов (рис. III. 2).


Рис. Щ.2, Планы конструктивных схем стеновых остовов малоэтажных зданий:

а — с поперечными несущими стенами и большим шагом; б— то же, с малым шагом; в — короб­чатый остов; г — с продольными несущими стенами; д — с несущими стенами в двух направле­ниях; ; — балочный или плитный настил перекрытия; 2 — настил перекрытий на комнату с опи – раннем по всему периметру

Система коробчатого остова полу­чается при использовании сборных или монолитных железобетонных плит пе­рекрытий размером на комнату, кото­рые опираются на стены по всему пе­риметру. Эта система целесообразна при планировке комнат по форме, близкой к квадрату. При этом все сте­ны становятся «есущими, потолки по­лучаются без монтажных швов и до­стигается уменьшение толщины плит перекрытия. Во всех остальных систе­мах остова используют несущие эле­менты перекрытий в виде плит или ба­лок с накатом, работающих в одном направлении.

Рис. Ш.4. Схема взаимодействия основных


элементов несущего остова одноэтажного дома:

а — общий вид коробчатой структуры; 6 — фрагмент взаимодействия стены, работающей под нагрузкой, с остальными элементами остова; в — сечение / —/; г —схема перераспределения горизонтальной нагруз­ки между элементами; д — фрагмент плиты пере­крытия; / — стена; 2 — перекрытие; 3 — фундамент

Геометрическая неизменяемость (жесткость) остова малоэтажного зда­ния и его устойчивость в основном за­висят от жесткости и устойчивости его составных элементов и их взаимосвязи. На примере рис. Ш. 3 уточним некото­рые положения обеспечения жесткости и устойчивости вертикальных элемен­тов остова. На рис. III. 3, а дана схе­ма работы плоского вертикального элемента стены на действие внешних сил. Стена стоит на фундаменте и жестко заделана в него. В направле – нии действия горизонталыной внешней силы (Гпр) стена обладает достаточ­ной жесткостыю, как любой плоский тонкостенный элемент из относителыно жесткого материала она не будет де – формироватыся в своей плоскости. В направлении же действия горизонталы – ной внешней силы (Г„ щ) из плоскости стены этот элемент будет изгибатыся вследствие неболышой толщины стены, т. е. в этом направлении — из плоско­сти— отделыно стоящая стена может оказатыся нежестким элементом. Жест- косты стены из плоскости увеличивает­ся с увеличением ее толщины; обычно для отделыно стоящих вертикалыных элементов (стен, столбов) принимают минималыное отношение толщины к их высоте не менее 1/10, что достаточно при условии прочного сопряжения сте­ны или столба с фундаментом, т. е. при жесткой заделке элемента в фунда­мент. Если же эти элементы будут не­достаточно прочно соединены с фунда­ментом или фундамент будет непрочно заделан в грунт, то горизонталыные внешние силы могут опрокинуты их, т. е. элементы потеряют устойчивосты. На рис. III. 3, б изображена схема од – його из вариантов каркасной стены, состоящей из ряда стоек, обвязочной балки сверху и балки фундамента вни­зу. При действии горизонталыной внеш­ней силы из плоскости ряда стоек эта композиция элементов работает анало­гично предыдущей конструкции стены. При действии силы вдолы ряда стоек система деформируется. Для увеличе­ния жесткости таких систем простран­ство между стойками заполняют отно – сителыно жесткими материалами, т. е. вставляют между стойками диафрагмы жесткости (рис. III. 3, в) или ставят раскосы, создавая треуголыники жест­кости (рис. III. 3, г).

Жилой дом со стеновым остовом состоит из замкнутой системы верти – калыных плоских стен и горизонталы – ных плоских перекрытий. Рассмотрим работу элементов такой системы плос­костей на примере стенового остова одноэтажного дома (рис. III. 4). Стена по оси / (рис. III. 4, б) в данной систе-


Рис. Ш. З. Схема вариантов взаимодействия отдельно стоящего элемента с внешними си­лами загружения:

а — сплошная плоская стена; б — стеновой каркас: в — каркас с жестким заполнением; г — стеновой каркас с раскосами жесткости; / — стена; 2 — фун дамент; 3 — стойка; 4 — обвязочный брус; 5 — жест­кое заполнение; 5 — раскос жесткости; Я — высота стены; h — толщина стены

Из изложенного следует, что все системы несущего остова малоэтаж­ных жилых зданий имеют коробчатую структуру, геометрическую неизменяе­мость и надежность работы которой обеспечивает взаимосвязь стен с фун­даментами и перекрытиями при соблю­дении определенных пропорций в раз­мерах элементов.

IV Глава. Фундаменты малоэ

Фундамент является основным конструктивным элементом несущего остова здания, принимающим на себя все нагрузки строения и передающим их на грунт. Материалоемкость фунда­мента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10…30%.

Основные конструктивные схе­мы фундаментов для малоэтажного строительства изображены на рис. IV. 1. Изготовляют такие фундаменты из местных строительных материалов (ес­тественный камень, бутобетон, крас-

Читайте также: